模塊三 觸發(fā)器

模塊三觸發(fā)器

項(xiàng)目一RS觸發(fā)器

項(xiàng)目二主從型JK觸發(fā)器項(xiàng)目三維持阻塞D觸發(fā)器*項(xiàng)目四不同類型觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換項(xiàng)目一RS觸發(fā)器

（一）基本RS觸發(fā)器1．電路組成圖3-1基本RS觸發(fā)器

2．工作原理3．真值表表3-1 基本RS觸發(fā)器真值表4．特性方程圖3-2基本RS觸發(fā)器的卡諾圖

基本RS觸發(fā)器的特性方程為約束條件表明，基本RS觸發(fā)器不允許兩個(gè)輸入端同時(shí)為低電平。

5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖3-3基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表示觸發(fā)器從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)或保持原狀態(tài)不變時(shí)對輸入信號的要求

6．集成RS觸發(fā)器圖3-4集成RS觸發(fā)器74LS279的邏輯符號和管腳排例

CMOS類型的集成RS觸發(fā)器芯片有CC4044，邏輯符號和管腳排列如圖3-5所示。

圖3-5集成RS觸發(fā)器CC4044的邏輯符號和管腳圖

圖3-7例題3-1

（二）用基本RS觸發(fā)器構(gòu)成防抖動開關(guān)圖3-8開關(guān)電路和開關(guān)信號波形圖3-9防抖動開關(guān)電路和輸入、輸出波形圖

（三）同步RS觸發(fā)器同步RS觸發(fā)器是一種受時(shí)鐘脈沖信號CP控制的觸發(fā)器，其輸出狀態(tài)不僅取決于輸入信號，而且還與CP的狀態(tài)有關(guān)。圖3-10同步RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯符號

2．工作原理3．真值表表3-2 同步RS觸發(fā)器真值表輸入輸出功能CPRSQnQn+10×××Qn保持100001001110101置11011111000置0110101110×禁止1111×4．特性方程圖3-11同步RS觸發(fā)器的卡諾圖同步RS觸發(fā)器的特性方程為5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖3-12同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖6．時(shí)序波形圖圖3-13同步RS觸發(fā)器的時(shí)序波形圖

7．同步RS觸發(fā)器的“空翻”在數(shù)字系統(tǒng)中，通常要求觸發(fā)器在一個(gè)CP脈沖期間至多翻轉(zhuǎn)一次，即不允許空翻現(xiàn)象出現(xiàn)。（一）仿真實(shí)驗(yàn)測試基本RS觸發(fā)器74LS279的邏輯功能圖3-1474LS279仿真測試圖操作步驟如下。（1）從TTL集成電路庫中拖出74LS279。（2）從電源庫中拖出電源VCC和接地。（3）從基本元器件庫中拖出兩個(gè)1kΩ電阻。（4）從基本元器件庫中拖出兩個(gè)開關(guān)，將開關(guān)的操作鍵定義為A、B。（5）從顯示器材庫中拖出一個(gè)邏輯指示燈。（6）按圖3-14所示連接電路。（7）操作按鍵，使AB

=

10，RS觸發(fā)器的輸出應(yīng)為邏輯1（燈亮）。（8）操作按鍵，使AB

=

01，RS觸發(fā)器的輸出應(yīng)為邏輯0（燈滅）。（9）操作按鍵，使AB

=

11，RS觸發(fā)器的輸出應(yīng)保持不變化。（二）實(shí)驗(yàn)測試RS觸發(fā)器74LS279的邏輯功能4．操作步驟參考圖3-14連接RS觸發(fā)器測試電路。（1）關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源開關(guān)，將集成電路芯片74LS279插入集成電路16P插座上。（2）將+5V電壓接到IC的管腳16，將電源負(fù)極接到IC的管腳8。（3）根據(jù)基本RS觸發(fā)器的置1、置0和保持功能對輸入信號的要求，用跳線將輸入端5腳、6腳連接到不同的高低電平端。（4）用跳線將輸出端7腳接LED電平顯示端。（5）檢查無誤后接通電源，觀察輸出結(jié)果是否符合基本RS觸發(fā)器的邏輯。項(xiàng)目二主從型JK觸發(fā)器（一）電路組成與功能分析1．電路組成圖3-17主從型JK觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及邏輯符號2．功能分析3．真值表表3-3 下降沿觸發(fā)的主從型JK觸發(fā)器真值表輸入輸出功能CPJKQnQn+1↓0000保持↓0011↓0100置0↓0110↓1001置1↓1011↓1101翻轉(zhuǎn)↓11104．特性方程圖3-18JK觸發(fā)器的卡諾圖主從型JK觸發(fā)器的特性方程為

5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖3-19主從型JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

【例題3-2】若加到CP脈沖下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器上的信號波形如圖3-20所示，試?yán)L出Q端與之對應(yīng)的波形，假定觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q

=

0。圖3-20例題3-2圖

（二）集成JK觸發(fā)器圖3-21集成JK觸發(fā)器74LS112的邏輯符號和管腳排列

（三）JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器和T觸發(fā)器1．T觸發(fā)器圖3-22T觸發(fā)器和T觸發(fā)器

T觸發(fā)器功能是當(dāng)T

=

1

（即J

=

K

=

1）時(shí)，CP脈沖邊沿到來瞬間觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；當(dāng)T

=

0（即J

=

K

=

0）時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。表3-4 下降沿觸發(fā)的T觸發(fā)器真值表輸入輸出功能CPTQnQn+1↓000保持↓011↓101翻轉(zhuǎn)↓110T觸發(fā)器的特性方程為

2．T觸發(fā)器當(dāng)T恒為1（即J、K恒為1）時(shí)，只要有CP脈沖下降沿到達(dá)，觸發(fā)器就要翻轉(zhuǎn)。表3-5 下降沿觸發(fā)的T觸發(fā)器真值表輸入輸出功能CPTQnQn+1↓101翻轉(zhuǎn)↓110T觸發(fā)器的特性方程為

用74LS112可以構(gòu)成單按鈕電子開關(guān)電路，圖中J、K與電源VCC相連，使JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器。每按一次開關(guān)SB，1Q的輸出狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。若原來1Q為低電平，繼電器KA失電不工作，按一下開關(guān)SB，1Q翻轉(zhuǎn)為高電平，繼電器KA得電工作。若再按一下SB，則1Q翻轉(zhuǎn)恢復(fù)為低電平，繼電器失電停止工作。圖3-2374LS112構(gòu)成的單按鈕電子開關(guān)

（一）仿真實(shí)驗(yàn)測試JK觸發(fā)器74LS112的邏輯功能圖3-2474LS112仿真測試圖操作步驟如下。

（1）從TTL集成電路庫中拖出74LS112。（2）從電源庫中拖出電源VCC和接地。（3）從基本元器件庫中拖出兩個(gè)1kΩ電阻。（4）從基本元器件庫中拖出兩個(gè)開關(guān)，將開關(guān)的操作鍵定義為J、K。（5）從顯示器材庫中拖出一個(gè)邏輯指示燈。（6）從儀表欄中拖出信號發(fā)生器，選取方波信號（20Hz，輸出電壓5V）。（7）按圖3-24所示連接電路。（8）操作按鍵，使JK

=

00，JK觸發(fā)器的輸出應(yīng)保持。（9）操作按鍵，使JK

=

10，JK觸發(fā)器的輸出應(yīng)為邏輯1（燈亮）。（10）操作按鍵，使JK

=

01，JK觸發(fā)器的輸出應(yīng)為邏輯0（燈滅）。（11）操作按鍵，使JK

=

11，JK觸發(fā)器的輸出應(yīng)為翻轉(zhuǎn)（燈閃亮）。（二）實(shí)驗(yàn)測試JK觸發(fā)器74LS112的邏輯功能項(xiàng)目三維持阻塞D觸發(fā)器（一）電路組成與功能分析

1．電路組成圖3-28D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及邏輯符號

2．功能分析3．真值表表3-6 上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器真值表輸入輸出功能CPDQnQn+1↑000置0↑010↑101置1↑1114．特性方程5．狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖3-29D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

【例題3-3】設(shè)CP脈沖上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器的初態(tài)為0，試根據(jù)圖3-30所示CP、D端的波形，繪出與之對應(yīng)的Q端的波形。解：D觸發(fā)器的次態(tài)只取決于CP脈沖上升沿到來時(shí)D端的狀態(tài)，而與此時(shí)刻前、后D端的狀態(tài)無關(guān)，Q端的波形如圖3-30所示。圖3-30例題3-3圖（二）集成D觸發(fā)器圖3-31集成D觸發(fā)器74LS74的邏輯符號和管腳排例

（一）仿真實(shí)驗(yàn)測試D觸發(fā)器74LS74的邏輯功能圖3-3274LS74仿真測試圖

操作步驟如下。

（1）從TTL集成電路庫中拖出74LS74。（2）從電源庫中拖出電源VCC和接地。（3）從基本元器件庫中拖出一個(gè)1kΩ電阻。（4）從基本元器件庫中拖出一個(gè)開關(guān)，將開關(guān)的操作鍵定義為D。（5）從顯示器材庫中拖出一個(gè)邏輯指示燈。（6）從儀表欄中拖出信號發(fā)生器XFG1，選取方波信號（20Hz，輸出電壓5V）。（7）按圖3-32所示連接電路。（8）操作按鍵，使D

=

0，D觸發(fā)器的輸出1Q應(yīng)為邏輯0（燈滅）。（9）操作按鍵，使D

=

1，D觸發(fā)器的輸出1Q應(yīng)為邏輯1（燈亮）。（二）實(shí)驗(yàn)測試D觸發(fā)器74LS74的邏輯功能4．操作步驟*項(xiàng)目四不同類型觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換（一）JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器JK觸發(fā)器的特性方程：D觸發(fā)器的特性方程：將兩式相比較，顯然有：

圖3-35JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器的邏輯電路圖（二）JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為RS觸發(fā)器表3-7 RS觸發(fā)器與JK觸發(fā)器邏輯功能比較RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器RS邏輯功能JK邏輯功能00保持00保持01置110置110置001置