《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件第五章觸發(fā)器

第五章觸發(fā)器主要內(nèi)容一、觸發(fā)器的基本形式二、觸發(fā)器功能的描述方法三、時(shí)鐘控制的觸發(fā)器五、觸發(fā)器的應(yīng)用舉例四、集成邊沿觸發(fā)器概述02一、觸發(fā)器的基本形式：

基本RS觸發(fā)器03&&反饋兩個(gè)輸入端兩個(gè)輸出端基本RS觸發(fā)器：基本結(jié)構(gòu)04基本RS觸發(fā)器：狀態(tài)分析&&RDSD=01時(shí)RDSD=10時(shí)RDSD=11時(shí)輸出保持原狀態(tài)RDSD=00時(shí)但當(dāng)RDSD=00同時(shí)變?yōu)?1時(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個(gè)不得翻轉(zhuǎn)?；居|發(fā)器的狀態(tài)功能表06可用Q的值表示觸發(fā)器的狀態(tài)。Q＝0,

稱觸發(fā)器處于0狀態(tài)，Q＝1，為1狀態(tài)。基本RS觸發(fā)器：學(xué)習(xí)小結(jié)2.輸入信號(hào)作用前的狀態(tài)稱現(xiàn)態(tài)，用Qn或Q表示，輸入作用后觸發(fā)器的新狀態(tài)稱次態(tài)，用Qn＋1表示。073.SD端加入負(fù)脈沖可使Q=1，稱為“置位”或“置1”端；RD端加入負(fù)脈沖，使Q=0，RD

稱為“復(fù)位”或“清0”端?；綬S觸發(fā)器：學(xué)習(xí)小結(jié)4.RDSD=00時(shí)，兩個(gè)輸出均為穩(wěn)定的1狀態(tài)，但兩個(gè)輸出不是非的關(guān)系了；另外，如果出現(xiàn)輸入從00同時(shí)變11，輸出則不確定。為了避免這個(gè)情況，要加RD＋SD＝1的輸入約束條件。08二、觸發(fā)器功能的描述方法（以基本RS觸發(fā)器為例）09SDQQRD描述方法1：狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表（狀態(tài)表）

用真值表的形式畫出電路輸入、現(xiàn)態(tài)與電路輸出、次態(tài)之間的邏輯關(guān)系。基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)表是：等效降維10描述方法2：次態(tài)卡諾圖與狀態(tài)方程

也可根據(jù)狀態(tài)表畫出電路輸出、次態(tài)之卡諾圖；寫出函數(shù)表達(dá)式，就是狀態(tài)方程?；綬S觸發(fā)器的卡諾圖和狀態(tài)方程是：QRDSD0001111001Qn＋111描述方法3：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)圖）

與激勵(lì)表

也可用圖表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律；用激勵(lì)表表示現(xiàn)態(tài)到次態(tài)變化時(shí)對(duì)輸入的要求?；綬S觸發(fā)器的狀態(tài)圖和激勵(lì)表是：RD=1SD=001RD=×SD=1SD=×RD=1RD=0SD=1Qn→Qn+1RDSD00×101101001111

×不定不定QQRDSDQn+1Q描述方法4：波形圖

反映觸發(fā)器狀態(tài)在輸入激勵(lì)下隨時(shí)間變化的規(guī)律?；綬S觸發(fā)器工作的波形圖是：13三、時(shí)鐘控制的觸發(fā)器

實(shí)際應(yīng)用中必須協(xié)調(diào)各觸發(fā)器狀態(tài)改變的時(shí)刻，使其按一定的節(jié)拍動(dòng)作。為此，加時(shí)鐘脈沖控制信號(hào)CP，稱鐘控觸發(fā)器。14鐘控觸發(fā)器的分類

按觸發(fā)引導(dǎo)電路的不同，觸發(fā)器又分成以下不同種類：鐘控RS觸發(fā)器鐘控

D

觸發(fā)器鐘控

T(T′)

觸發(fā)器鐘控JK觸發(fā)器15&&&&CP時(shí)鐘信號(hào)1.鐘控RS觸發(fā)器邏輯符號(hào)1SSCPC1QQ1RR16CPCP=0時(shí)011觸發(fā)器保持原態(tài)&&&&17CP=1時(shí)1&&&&CP輸出隨輸入改變18鐘控RS觸發(fā)器的功能表19CP＝1時(shí)的狀態(tài)表、狀態(tài)圖和狀態(tài)方程R=0S=101R=×S=0S=×R=0R=1S=020D&&&&CP輸入端2.鐘控D觸發(fā)器邏輯符號(hào)1DDCPC1QQ21CP=0時(shí)011保持D&&&&CP輸出保持原態(tài)22CP=1時(shí)1D&&&&CP23CP＝1時(shí)功能表狀態(tài)圖

D=101D=0

D=1

D=024輸入端3.鐘控T觸發(fā)器邏輯符號(hào)1TTCPC1QQT&&&&CP25CP＝0時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)保持CP＝1時(shí)功能分析：狀態(tài)圖

T=101T=0

T=0

T=1狀態(tài)表26鐘控T′觸發(fā)器對(duì)鐘控T觸發(fā)器，如令T＝1，就是鐘控T′觸發(fā)器了。CP＝1時(shí)T′觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)連續(xù)翻轉(zhuǎn)。271JJCPC1QQ1KK邏輯符號(hào)4.鐘控JK觸發(fā)器J&&&&CPK28CP＝0時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)保持CP＝1時(shí)功能分析：狀態(tài)圖狀態(tài)表J=1K=×01K=×J=0K=0J=×J=×K=129電平控制類觸發(fā)器存在的問題1.希望狀態(tài)的每次翻轉(zhuǎn)都由CP控制，正脈沖不能太長(zhǎng)，否則觸發(fā)器將產(chǎn)生空翻現(xiàn)象（CP=1期間，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)若干次）。2.為了解決空翻現(xiàn)象，可以采用邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器。30四、集成邊沿觸發(fā)器概述邊沿觸發(fā)方式的特點(diǎn)是：觸發(fā)器狀態(tài)只在時(shí)鐘跳轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)，而在CP=1或CP=0期間，輸入端的任何變化都不影響輸出。如果翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在上升沿時(shí)稱“上升沿觸發(fā)”的觸發(fā)器；如果翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在下降沿稱“下降沿觸發(fā)”的觸發(fā)器。31邊沿觸發(fā)器的工作原理簡(jiǎn)介

（以上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器為例）32&e&f&c&d&a&bDCP設(shè)原態(tài)Q=0并設(shè)D=11CP=0期間，c、d被鎖，輸出為1。00110331c=1、d=1反饋到a、b的輸入，a、b輸出為0、1。001111010&e&f&c&d&a&bDCP34CP正沿到達(dá)時(shí)c、d開啟，使c=1，d=0。11110110Q翻轉(zhuǎn)為101&e&f&c&d&a&bDCP35CP正沿過后，d=0將c封鎖,并使b=1，維持d=0。11001因此以后CP=1期間D的變化不影響輸出。001&e&f&c&d&a&bDCP36上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器功能表正沿觸發(fā)37從上表：CP＝↑時(shí)，CP＝其他時(shí)，上升沿觸發(fā)的集成D觸發(fā)器CPQD38邏輯符號(hào)的意義CPQ下降沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)39邊沿觸發(fā)DCPQD同理：CP＝↓時(shí)，CP＝其他時(shí)，下降沿觸發(fā)的集成JK觸發(fā)器40CPQJK41RDSDCPQJ1J2K1K2邏輯符號(hào)的意義RDSDCPQD1D2總結(jié)1.以后應(yīng)用中如不指明，均是邊沿觸發(fā)器。2.邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，應(yīng)用廣泛。42五、觸發(fā)器的運(yùn)用：

不同觸發(fā)器邏輯功能的替代觸發(fā)器應(yīng)用舉例

431.JK轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器CQKJDCP觸發(fā)器邏輯功能的替代由于而令442.JK轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器CQKJTCP觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換由于而令453.D轉(zhuǎn)換成T′觸發(fā)器CQDCP觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換由于而令46例1：四人搶答電路。四人參加比賽，每人一個(gè)按鈕，其中最先按下按鈕者，相應(yīng)的指示燈亮；其他人再按按鈕不起作用。電路的核心用74LS175四D觸發(fā)器。其內(nèi)部包含了四個(gè)D觸發(fā)器，各輸入、輸出以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁(yè)。觸發(fā)器的應(yīng)用舉例47CLRD

CPQCLRD

CPQCLRD

CPQCLRD

CPQ1Q1D2Q2DGND4Q4D3Q3D時(shí)鐘請(qǐng)零USC公用清零公用時(shí)鐘74LS175管腳圖48+5VD1D2D3D4

CLRCP&1&2&3清零CP賽前先清零0輸出為零發(fā)光管不亮74LS17549CP進(jìn)入D觸發(fā)器D1D2D3D4

CLRCP+5V&1&2&3清零CP1反相端都為1174LS17550D1D2