觸發(fā)器的認知及應用(數字電路分析課件)

項目4觸發(fā)器的認知及應用 觸發(fā)器（Flip-flop）是數字系統(tǒng)中的重要單元電路，它與組合電路單元相比，最大的特點是具備存儲和記憶功能，能將現(xiàn)態(tài)保持影響次態(tài)。觸發(fā)器同時也是構成時序邏輯電路的基本單元。任務4.1基本觸發(fā)器的認知任務4.2同步觸發(fā)器的認知任務4.3主從和邊沿觸發(fā)器的認知與應用任務4.4分頻器的設計仿真與裝調路文娟任務4.1基本觸發(fā)器的認知觸發(fā)器概述與非門構成的基本RS觸發(fā)器目錄或非門構成的基本RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器的特點基本RS觸發(fā)器的應用時序邏輯電路時序邏輯電路：在邏輯功能上的特點是任意時刻的輸出不僅取決于當時的輸入信號，而且還取決于電路原來的狀態(tài)。時序邏輯電路具有記憶和存儲功能，觸發(fā)器是構成時序邏輯電路的基本單元。一、觸發(fā)器概述

構成數字時序電路的基本單元電路——觸發(fā)器。觸發(fā)器具有記憶功能，在某一時刻的輸出新狀態(tài)（稱為次態(tài)，一般用Qn+1表示）不僅取決于輸入信號，還與觸發(fā)器現(xiàn)有狀態(tài)（稱為現(xiàn)態(tài)，一般用Qn表示）有關。集成觸發(fā)器是構成計數器、寄存器等時序邏輯電路的基本單元。描述觸發(fā)器邏輯功能的主要方法有特性表（真值表）、特性方程（邏輯函數表達式）、時序圖（輸入、輸出信號對應波形圖）、狀態(tài)轉換圖等。1.概念一、觸發(fā)器概述

(1)它有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即0態(tài)和1態(tài)。所謂的穩(wěn)定狀態(tài)，是指在沒有外界信號作用時，觸發(fā)器電路中的電流和電壓均維持恒定的數值；(2)在一定的外界輸入信號作用下，觸發(fā)器從一個穩(wěn)定狀態(tài)轉到另一個穩(wěn)定狀態(tài)；(3)在輸入信號消失后，能將現(xiàn)有的電路狀態(tài)保持下來2.特點一、觸發(fā)器概述觸發(fā)器的種類很多，分類情況如下：(1)按電路輸入和輸出端的邏輯功能不同，分為：RS、JK、D、T和T’五種觸發(fā)器；(2)按觸發(fā)器是否受時鐘脈沖控制分為：有時鐘輸入的時鐘觸發(fā)器和無時鐘輸入的基本觸發(fā)器；3.分類一、觸發(fā)器概述

(3)按時鐘脈沖對觸發(fā)器觸發(fā)方式不同，分為：電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)，其中邊沿觸發(fā)器抗干擾能力強。電平觸發(fā)方式又有高電平觸發(fā)和低電平觸發(fā)兩種，邊沿觸發(fā)方式也有兩種，分別是上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)。(4)按內部器件類型不同分為：TTL觸發(fā)器和CMOS觸發(fā)器等。3.分類二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器1.基本RS觸發(fā)器的電路結構基本RS觸發(fā)器是由門電路組成的，它與組合邏輯電路的根本區(qū)別在于，電路中有反饋線，即門電路的輸入、輸出端交叉耦合。由兩個與非門連接構成，與非門“有0出1，全1出0”，低電平觸發(fā)有效?；綬S觸發(fā)器有兩個輸入端（均為低電平有效），是它的兩個輸出端，且輸出狀態(tài)是互補的二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理0

(1)清0狀態(tài)1011規(guī)定：以Q輸出端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理

(1)清0狀態(tài)規(guī)定：以Q輸出端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)01011二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理

(1)清0狀態(tài)01011二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理1(2)置1狀態(tài)01101規(guī)定：以Q輸出端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理(2)置1狀態(tài)規(guī)定：以Q輸出端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)101101二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理(2)置1狀態(tài)101101二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理(3)保持狀態(tài)規(guī)定：以Q輸出端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)11二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器2.基本RS觸發(fā)器的工作原理(4)禁用狀態(tài)規(guī)定：以Q輸出端的狀態(tài)為觸發(fā)器的狀態(tài)此時為非正常狀態(tài)，也叫禁用狀態(tài)，在實際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)。00二、與非門構成的基本RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器簡化特性表基本RS觸發(fā)器具有置0、置1和保持功能，使用中不允許同時為0。特性方程三、或非門構成的基本RS觸發(fā)器該觸發(fā)器的觸發(fā)信號是高電平有效，因此在邏輯符號的輸入端處沒有小圓圈，輸入端用S和R表示。邏輯圖邏輯符號波形圖三、或非門構成的基本RS觸發(fā)器由或非門構成的基本RS觸發(fā)器簡化特性表特性方程四、基本RS觸發(fā)器的特點(1)觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號狀態(tài)有關，而且與觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)有關。(2)電路具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在無外來觸發(fā)信號作用時，電路將保持原狀態(tài)不變。(3)在外加觸發(fā)信號有效時，電路可以觸發(fā)翻轉，實現(xiàn)置0或置1。(4)R為復位輸入端，S為置位輸入端，可以是低電平有效，也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結構。(5)在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個輸出端的狀態(tài)和必須是互補關系，即有約束條件。四、基本RS觸發(fā)器的特點基本觸發(fā)器的結構簡單，只要把兩個與非門或者或非門交叉連接起來即可。但它也存在以下問題：(1)電平直接控制，即在輸入信號存在期間，其電平直接控制著觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)，使觸發(fā)器的抗干擾能力下降。(2)R、S之間有約束，不能同時有效，存在禁用狀態(tài)，狀態(tài)利用率不高，這個缺點也限制了基本RS觸發(fā)器的使用。五、基本RS觸發(fā)器的應用硬件去抖普通的機械開關，機械觸點斷開、閉合時，由于彈性作用，開關狀態(tài)的切換都不可能在瞬間完成，均伴隨有一連串的抖動。對于一些時鐘頻率達到幾十千甚至兆赫茲的中高速數字電路（如單片機等），這些抖動造成的信號毛刺有可能會被識別為觸發(fā)信號，從而出現(xiàn)誤動作?；鹃_關電路抖動現(xiàn)象波形五、基本RS觸發(fā)器的應用硬件去抖硬件去抖常采用基本RS觸發(fā)器。即使開關的波形是抖動的，但經基本RS觸發(fā)器之后，其輸出Q為干凈的矩形波，從而實現(xiàn)去除抖動的效果?；綬S觸發(fā)器構成硬件去抖電路小結觸發(fā)器是構成時序邏輯電路的基本單元，具備存儲和記憶功能。基本RS觸發(fā)器具有清零、置1和保持功能，在實際中往往用作鎖存器和硬件去抖。但由于存在禁用狀態(tài)，一般作為其他觸發(fā)器的基本單元，在它基礎上改進可構成其他觸發(fā)器。觸發(fā)器是一種雙穩(wěn)態(tài)電路，有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即0態(tài)和1態(tài)。在一定的外界輸入信號作用下，觸發(fā)器從一個穩(wěn)定狀態(tài)轉到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。任務4.1同步觸發(fā)器的認知時鐘信號同步觸發(fā)器目錄一、時鐘信號時鐘信號（ClockSignal）也稱時鐘脈沖（ClockPulse），通常用CLK或CP表示，它用來“同步”數字系統(tǒng)中各器件，使它們協(xié)同工作。在實際系統(tǒng)中，時鐘信號的來源通常是比較穩(wěn)定的多諧振蕩器(一般采用晶體振蕩器），晶體振蕩器產生的是高頻信號。時鐘信號例圖二、同步觸發(fā)器具有時鐘脈沖控制的觸發(fā)器，狀態(tài)的改變與時鐘脈沖同步，所以稱為同步觸發(fā)器?？赏ㄟ^時鐘脈沖控制觸發(fā)器的翻轉，使多個觸發(fā)器在同一系統(tǒng)中保持同步協(xié)調工作。基本特點二、同步觸發(fā)器1.與非門構成的同步RS觸發(fā)器與非門構成的同步RS觸發(fā)器的結構圖同步RS觸發(fā)器的邏輯符號CP——時鐘信號輸入端二、同步觸發(fā)器1.與非門構成的同步RS觸發(fā)器當CP＝0時，G3和G4門被封鎖，這時不管輸入信號S、R如何變化，Q3=Q4=1，觸發(fā)器保持原態(tài)不變。當CP＝1時，門G3和G4打開，觸發(fā)器輸出狀態(tài)由R、S信號和電路的原有狀態(tài)決定。二、同步觸發(fā)器1.與非門構成的同步RS觸發(fā)器CP=1時：同步RS觸發(fā)器在CP＝1期間接收輸入信號，并改變輸出狀態(tài)，這種時鐘觸發(fā)方式稱之為高電平觸發(fā)方式，也稱電平觸發(fā)。CP=0時：

二、同步觸發(fā)器2.或非門、與門構成的同步RS觸發(fā)器兩個或非門交叉連接起來組成基本RS觸發(fā)器，兩個與門構成輸入通道，由時鐘信號CP管理。當CP=1期間，與門打開，觸發(fā)器接受信號；CP=0時，與門被封鎖，R、S被拒之門外，觸發(fā)器保持狀態(tài)不變Qn+1=Qn。與非門、與門構成構成的同步RS觸發(fā)器邏輯圖二、同步觸發(fā)器3.特點

(1)同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)由輸入信號R、S和時鐘脈沖CP共同控制，其中，CP控制狀態(tài)轉換發(fā)生的時刻，優(yōu)先級別高于R和S，而R、S在CP允許的情況下，控制狀態(tài)轉換發(fā)生的結果。(2)以上介紹的同步RS觸發(fā)器在CP=1期間接收輸入信號進行工作，CP=0時停止，這種觸發(fā)方式稱為高電平觸發(fā)。在CP輸入端前置一個反相器變?yōu)榈碗娖接|發(fā)。這兩種觸發(fā)方式合稱電平觸發(fā)方式。(3)R和S之間仍然存在約束，違反約束條件會產生禁用態(tài)。而輸出的不定狀態(tài)直接影響了觸發(fā)器的工作質量。二、同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器的缺陷：空翻問題當同步觸發(fā)器在一個時鐘脈沖作用下（即CP=1期間），如果R、S端輸入信號發(fā)生多次變化，觸發(fā)器的狀態(tài)也可能發(fā)生多次翻轉，時鐘失去了控制作用。這種在一個CP周期內，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉的現(xiàn)象叫做“空翻”?？辗瓡斐捎|發(fā)器抗干擾性能減弱，造成系統(tǒng)誤操作。小結時鐘信號也稱時鐘脈沖，通常用CLK或CP表示，一般為頻率穩(wěn)定度很高的高頻方波信號。在觸發(fā)器的輸入端加入時鐘信號CP，工作受控于CP，或者說與CP保持同步，所以稱為同步觸發(fā)器。同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)由輸入信號R、S和時鐘脈沖CP共同控制，其中，CP控制狀態(tài)轉換發(fā)生的時刻，R、S控制狀態(tài)轉換發(fā)生的內容。任務4.3主從和邊沿觸發(fā)器的認知與應用主從觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器目錄一、主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器由兩個電位觸發(fā)方式的時鐘控制觸發(fā)器級聯(lián)而成，分別稱為主觸發(fā)器和從觸發(fā)器。主觸發(fā)器的輸出是從觸發(fā)器的輸入，分別受互補的時鐘脈沖控制，CP=1時，主觸發(fā)器先接受信號，CP下降沿到來時，從觸發(fā)器根據主觸發(fā)器狀態(tài)而改變。概念一、主從觸發(fā)器它是由兩個同步RS觸發(fā)器和一個非門構成。其中，門G5～G9構成主觸發(fā)器，門G1～G4構成從觸發(fā)器。CP信號直接加到主觸發(fā)器，同時經過非門后加到從觸發(fā)器，使兩觸發(fā)器分別工作在不同的時刻受到觸發(fā)。1.主從RS觸發(fā)器一、主從觸發(fā)器1.主從RS觸發(fā)器①當CP＝1時,從觸發(fā)器被封鎖，保持原狀態(tài)不變。主觸發(fā)器工作，接收R和S端的輸入信號。②CP下降沿到達時,從觸發(fā)器根據主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉，所以每個CP周期，輸出狀態(tài)只可能改變一次。一、主從觸發(fā)器2.主從JK觸發(fā)器主從RS觸發(fā)器雖然克服了空翻現(xiàn)象，但它的R、S之間仍然存在約束條件，有禁用狀態(tài)。對主從RS觸發(fā)器稍作改進，在主從RS觸發(fā)器的電路結構中再增加兩根連線，將Q引入到門G8的輸入，引入到門G7的輸入。就得到主從JK觸發(fā)器。一、主從觸發(fā)器2.主從JK觸發(fā)器分兩步：第一步CP=1時，主觸發(fā)器接收信號，從觸發(fā)器保持；第二步CP下降沿到達，從觸發(fā)器按主觸發(fā)器狀態(tài)翻轉。Q=0時，只允許J=1的信號進入主觸發(fā)器Q=1時，只允許K=1的信號進入主觸發(fā)器二、邊沿觸發(fā)器概念邊沿觸發(fā)器是主從觸發(fā)器的改進形式，它只在時鐘脈沖CP的上升沿或下降沿時刻接收輸入信號，而在CP=1或CP=0的期間，輸入信號的變化對觸發(fā)器的狀態(tài)無影響，電路狀態(tài)保持前一時刻狀態(tài)不變。提高了觸發(fā)器的可靠性和抗干擾能力，更沒有空翻現(xiàn)象。其中，利用CP上升沿觸發(fā)的稱為正邊沿觸發(fā)器；利用CP下降沿觸發(fā)的稱為負邊沿觸發(fā)器。二、邊沿觸發(fā)器1.邊沿JK觸發(fā)器CP端加“^”，邊沿觸發(fā)外加“?”，下降沿觸發(fā)J、K為信號輸入端二、邊沿觸發(fā)器1.邊沿JK觸發(fā)器(1)CP=0時，觸發(fā)器狀態(tài)不變。(2)CP由0變1時，觸發(fā)器狀態(tài)不變。(3)CP由1變0時，觸發(fā)器狀態(tài)變化。二、邊沿觸發(fā)器1.邊沿JK觸發(fā)器特性方程邊沿JK觸發(fā)器簡化特性表（CP下降沿時刻有效）（CP下降沿有效）（CP非下降沿的其他時刻）二、邊沿觸發(fā)器2.邊沿D觸發(fā)器邊沿D觸發(fā)器又稱維持阻塞觸發(fā)器，它是利用邏輯電路內部的維持、阻塞線所產生的維持狀態(tài)和阻塞干擾作用來進行觸發(fā)的，有較強的抗干擾能力。邊沿D觸發(fā)器邏輯符號邊沿D觸發(fā)器簡化特性表邊沿D觸發(fā)器的特性方程（CP上升沿有效）（CP非上升沿的其他時刻）二、邊沿觸發(fā)器2.邊沿D觸發(fā)器已知D和CP波形，觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)方式，僅在CP的上升沿時刻接收信息并鎖存于內部。所以D觸發(fā)器的新狀態(tài)僅取決于CP上升沿前瞬時的D信號。邊沿D觸發(fā)器Q時序圖小結主觸發(fā)器的輸出是從觸發(fā)器的輸入，分別受互補的時鐘脈沖控制，CP=1時，主觸發(fā)器先接受信號，CP下降沿到來時，從觸發(fā)器根據主觸發(fā)器狀態(tài)而改變。邊沿觸發(fā)器——邊沿觸發(fā)（時刻）邊沿JK觸發(fā)器的功能——保持、置0、置1、翻轉邊沿D觸發(fā)器——置0、置1任務4.3觸發(fā)器功能轉換T和T’觸發(fā)器觸發(fā)器邏輯功能的轉換目錄一、T和T’觸發(fā)器按照邏輯功能來說，除了前面介紹的RS、D和JK觸發(fā)器之外，還有兩種常用功能的觸發(fā)器，它們是T和T’觸發(fā)器。T觸發(fā)器的特性方程是T’觸發(fā)器的特性方程是觸發(fā)器按照邏輯功能不同，有RS、JK、D、T和T’觸發(fā)器五種。二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換不同類型觸發(fā)器之間的轉換方法是利用已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程相等的原則，求出轉換邏輯。由于在實際應用中，集成觸發(fā)器絕大部分都是邊沿JK觸發(fā)器和邊沿D觸發(fā)器，因此，觸發(fā)器功能轉換一般是利用D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器實現(xiàn)RS、T和T’觸發(fā)器的功能。二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（1）D觸發(fā)器構成RS觸發(fā)器1.D觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器D觸發(fā)器特性方程：RS觸發(fā)器特性方程：將特性方程對比可得二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（1）D觸發(fā)器構成RS觸發(fā)器1.D觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器按此連線,得到邏輯圖：D觸發(fā)器構成RS觸發(fā)器電路圖分析得出：二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（2）D觸發(fā)器構成JK觸發(fā)器1.D觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器D觸發(fā)器特性方程：JK觸發(fā)器特性方程：將特性方程對比可得按此連線D觸發(fā)器構成JK觸發(fā)器電路圖二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（3）D觸發(fā)器構成T觸發(fā)器1.D觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器D觸發(fā)器特性方程：T觸發(fā)器特性方程：將特性方程對比可得按此連線D觸發(fā)器構成T觸發(fā)器電路圖二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換(4)D觸發(fā)器構成T’觸發(fā)器1.D觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器D觸發(fā)器特性方程：T’觸發(fā)器特性方程：將特性方程對比可得按此連線D觸發(fā)器構成T’觸發(fā)器電路圖二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（1）JK觸發(fā)器構成RS觸發(fā)器2.JK觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器變換RS觸發(fā)器的特性方程，使之形式與JK觸發(fā)器的特性方程一致：二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（1）JK觸發(fā)器構成RS觸發(fā)器2.JK觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器考慮到RS觸發(fā)器的約束條件RS=0，因此RSQn=0。對比JK觸發(fā)器的特性方程，得J=S、K=R。JK觸發(fā)器構成RS觸發(fā)器電路圖二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（2）JK觸發(fā)器構成D觸發(fā)器2.JK觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器D觸發(fā)器的特性方程JK觸發(fā)器構成D觸發(fā)器電路圖JK觸發(fā)器特性方程將特性方程對比可得J=D,K=D—二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（3）JK觸發(fā)器構成T觸發(fā)器2.JK觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器T觸發(fā)器的特性方程JK觸發(fā)器構成T觸發(fā)器電路圖JK觸發(fā)器特性方程將特性方程對比可得J=K=T二、觸發(fā)器邏輯功能的轉換（4）JK觸發(fā)器構成T’觸發(fā)器2.JK觸發(fā)器轉換成其他功能的觸發(fā)器T’觸發(fā)器的特性方程JK觸發(fā)器構成T’觸發(fā)器電路圖JK觸發(fā)器特性方程將特性方程對比可得J=K=1小結觸發(fā)器按照邏輯功能不同，有RS、JK、D、T和T’觸發(fā)器五種不同類型觸發(fā)器之間的轉換方法是利用已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程相等的原則，求出轉換邏輯。觸發(fā)器功能轉換一般是利用D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器實現(xiàn)RS、T和T’觸發(fā)器的功能任務4.3集成觸發(fā)器集成主從RS觸發(fā)器74LS71集成邊沿觸發(fā)器目錄集成邊沿觸發(fā)器的應用實例一、集成主從RS觸發(fā)器74LS71邏輯符號引腳分布圖該觸發(fā)器有三個S端和3個R端，它們之間分別為與邏輯關系，即1R=R1·R2·R3

,

1S=S1·S2·S3。一、集成主從RS觸發(fā)器74LS7174LS71的功能真值表74LS71觸發(fā)器具有異步置1和清零功能，異步的含義是不受控于CP，當異步置1端加低電平，異步清零端加高電平，觸發(fā)器不需要等待CP而直接置1，反之觸發(fā)器直接置0。二、 集成邊沿觸發(fā)器1.集成邊沿D觸發(fā)器74LS74引腳和內部結構圖引腳分布圖74LS74是CP上升沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器，特性方程是Qn+1=D。兩個異步預置端的功能如下：時，觸發(fā)器直接置0；當時，觸發(fā)器置直接1；當時，D觸發(fā)器根據CP和D正常工作。二、 集成邊沿觸發(fā)器1.集成邊沿D觸發(fā)器74LS7474LS74的功能真值表二、 集成邊沿觸發(fā)器2.集成邊沿JK觸發(fā)器74LS112引腳和內部結構圖引腳分布圖常見的集成產品74LS112是帶異步置位和復位端的下降沿觸發(fā)的雙JK觸發(fā)器，內部含有兩個相同的邊沿JK觸發(fā)器。二、 集成邊沿觸發(fā)器2.集成邊沿JK觸發(fā)器74LS11274LS112功能真值表74LS112雙JK觸發(fā)器的功能：（1）和可將觸發(fā)器狀態(tài)直接置為1或0；（2）時，有五種情況：①CP下降沿未到時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)；②當J=K=0，CP下降沿到來時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)；③當J=0，K=1，CP下降沿到來時，觸發(fā)器置“0”；④當J=1，K=0，CP下降沿到來時，觸發(fā)器置“1”；⑤當J=K=1，CP下降沿到來時，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉。三、 集成邊沿觸發(fā)器的應用實例利用JK觸發(fā)器74LS112構成的單按鈕電子轉換開關電路，該電路只利用一個按鈕即可以實現(xiàn)電路的接通與斷開。小結觸發(fā)器具備存儲記憶功能，是時序邏輯電路的基本組成單元。它是一種雙穩(wěn)態(tài)數字電路，1位觸發(fā)器能夠存儲1位二進制數，即0和1。主從和邊沿觸發(fā)器只在CP的上升沿和下降沿打開，解決了同步觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象。理論上，用集成觸發(fā)器可以設計和實現(xiàn)任意N分頻電路。任務4.4分頻器的設計仿真與裝調數字信號分頻原理數字系統(tǒng)常用復位電路目錄分頻器的設計項目4小結一、數字信號分頻原理數字信號的N分頻是指將原信號頻率降低為原來的N分之一。實現(xiàn)分頻功能的電路稱為分頻器。

觸發(fā)器可以用作最基本的分頻器。概念一、數字信號分頻原理

CP下降沿觸發(fā)的一位T’觸發(fā)器可進行數字信號的2分頻，它的輸出Q就是輸入時鐘CP的2分頻信號，分析過程和時序圖如下。T’觸發(fā)器的特性方程是：Qn+1=Qn（CP下降沿有效）也就是說，CP每個周期到來，T’觸發(fā)器輸出Q信號翻轉一次。CP每兩個周期，T’觸發(fā)器的輸出Q就完成一個周期所需的兩次翻轉，完整地變化了一次。即CP兩個周期對應Q的一個周期，則Q的頻率是CP頻率的二分之一。原理分析_一、數字信號分頻原理將T’觸發(fā)器串接，預分頻數字信號作為第一位T’觸發(fā)器的時鐘CP0，第一位T’觸發(fā)器的輸出Q作為第二位T’觸發(fā)器的時鐘，以此類推，總是使前一觸發(fā)器的Q作為后一觸發(fā)器的時鐘信號，每個觸發(fā)器實現(xiàn)2分頻。設共使用M位T’觸發(fā)器，則最末位觸發(fā)器輸出QM-1的頻率和CP0頻率關系為：結論二、數字系統(tǒng)中常用的復位電路上電復位是指接通電源后的一定時間內（單位通常是毫秒ms或微秒μs），系統(tǒng)或模塊自動執(zhí)行復位操作。上電復位電路通常利用電容器的充電過程來實現(xiàn)，其輸出送往系統(tǒng)或模塊的復位控制端。1、上電復位電路輸出OUT在接通電源時為低電平，充電完成時為高電平，適用于復位控制端低電平有效的場合。接通電源的瞬間，復位電路輸出端OUT輸出高電平。充電結束時OUT輸出低電平。適用于復位控制端高電平有效的場合。二、數字系統(tǒng)中常用的復位電路手動復位是指系統(tǒng)或模塊運行過程中的任意時刻，通過按動復位按鍵開關，使其執(zhí)行復位操作。

手動復位電路一般是在上電復位電路的基礎上，在電容器兩端并聯(lián)自動復位按鈕開關，通過按下開關使電容器快速放電，從而改變系統(tǒng)或模塊復位控制端的電平。2、手動復位電路三、分頻器的設計用觸發(fā)器設計電路，將一個頻率為4KHz的方波信號進行16分頻，輸出頻率為250Hz的方波信號。電路同時具備上電復位和手動復位功能。選用觸發(fā)器IC設計滿足上述功能的電路，在Proteus中完成電路圖繪制、仿真運行，并完成實際電路的裝調。設計要求三、分頻器的設計先選用常