数字电路 康华光(第五版)ch5锁存器和触发器
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解:由图知该电路属于漏极开路门的线与输出
L E L4 E L1 L2 L3 E AB BC D
3．1．9 图题 3.1.9 表示三态门作总线传输的示意图，图中 n 个三态门的输出接到数据传 输总线，D1、D2、…、Dn 为数据输入端，CS1、CS2、…、CSn 为片选信号输入端。试问： (1)CS 信号如何进行控制，以便数据 D1、D2、…、Dn 通过该总线进行正常传输；(2)CS 信 号能否有两个或两个以上同时有效?如果 CS 出现两个或两个以上有效，可能发生什么情 况?(3)如果所有 CS 信号均无效，总线处在什么状态?
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(3) A ABC ACD (C D) E A CD E
A ABC ACD (C D) E A(1 BC ) ACD (C D) E A(1 CD) ACD CDE A CD CDE A CD(1 E ) CDE A CD E
解： L ACD BCD ABCD ACD( B B) ( A A) BCD ABCD
ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD m13 m9 m10 m 2 m15
(2) L A( B C )
L A( B C ) A ( B C ) A( BC BC ) BC ABC ABC BC ( A A) ABC A( B C ) ABC ABC ABC ABC ABC AB (C C ) AC ( B B ) ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC m 7 m 5 m1 m 4 m 6
数电第05章锁存器和触发器(康华光)PPT课件
D Qn Qn+1 功能 0 0 0 置0 01 0
1 1
0 1
1 置1 1
简化的功能表
D
Qn+1
00
11
（1-30）
②逻辑式
Q n+1 = D
③状态转换图
D=0
D=1
0
1
D=1
2021/3/12
D=0
D Qn Qn+1 功能
0 0
0 1
0 0
置0
1 1
0 1
1 1
置1
④驱动表
Qn →Qn+1
00 01 10 11
基本R-S触发器 SD
Q & G1
导引电路
反 馈
—
Q,Q
为输出端
线
D为输入端
CP为时钟脉冲控制端
—
RD
,2—0S21D/3/分12 别为直接置0,1端
& G3 & G5
Q
& G2 RD
& G4 CP
& G6
D
（1-39）
2.逻辑功能 (1)D＝0
当CP＝0时
触发器状态不变
Q0
& G1
SD
1
1Q
& G2 10 RD
000 0 0 0 000 0 1 1
条件：SR＝0
000 1 0 0 000 1 1 0
注意：CP=1期间Qn+1随Qn、 S、R的变化按真值表变化。 CP=0时Qn+1维持原态。
001 0 0 001 0 1
001 1 0 001 1 1
1 1
不 定
R=S=1,CP=1时: Q= —Q= 0
数字电路-康华光-05锁存器和触发器
2）逻辑符号与逻辑功能
逻辑功能表
SR
Qn
Qn?1
00
0
00
1
01
0
01
1
0
不变
1
0 置0
0
10
0
1
置1
10
1
1
11
0
不确定 不确定
11
1
不确定
SS Q
RR Q
S为置1端 R为置0端 且都是高电平有效
数字电子技术
4）工作波形(设初态为0）
画工作波形方法：
1. 根据锁存器信号敏感电平,确定状态转换时间 S S
0 G1
R
≥1
01
Q
0
G1
R
≥1
11
Q
G2 ≥1 S
1
Q0
若初态 Q n = 0
G2
≥1 S
1
Q
0
若初态 Q n = 1
数字电子技术
R=1 、 S=0
无论初态Q n为0或1，锁存器的次态为0态。 信号消失后 新的状态将被记忆下来。
1 G1
R
≥1
10
Q
1 G1
R
≥1
00
Q
G2 ≥1 S
0
Q
01
若初态 Q n = 1
开关转接A, R = 1 S =0 Q=1 S悬空时S =X R =1 Q不变
开关接 B振动
数字电子技术
2. 逻辑门控SR锁存器
电路结构 简单SR锁存器
R
G4
G2
& Q4 ≥1
Q
国标逻辑符号
E
R 1R
Q
≥1 &
《电子技术基础数字部分》第五版(康华光)第5章锁存器及触发器
S撤销后仍为1
R撤销后仍为0
5.2.1 SR 锁存器
RS锁存器功能表
RS 00 10 01 11
Qn+1 功能说明
Q
保持
0
置0
1
置1
d
不定
5.2 锁存器 用与非门构成的基本SR锁存器
逻辑图 逻辑符号
5.2.1 SR 锁存器
RS锁存器功能表
RS 11 01 10 00
Qn+1 功能说明
Q
保持
0
置0
1
简单SR锁存器
5.2.1 SR 锁存器
封锁概念
从另一个角度看：L = 1有效，B：控制信号， A：输入信号。 B=0，L=0(无效)， 门被封锁，输入信号不能 通过； B=1，L=A ，门被打开，输入信号能通过。
使能信号 控制门电 路
E=0，G3、G4门被封锁， Q3=Q4 =0，锁存器状态不变； E=1，G3、G4门被打开， Q3=S ，Q4=R，锁存器状态随输入信号R、S变化而变化。与 简单SR锁存器功能一致。
Q功n+1能
0
保持
1
0
置0
0
1
置1
1
S信号有效，置1。 信号消失后，记忆1
5.2 锁存器 工作原理 ②. R = 1、S = 1
0
0
0
0
1
1
Q
Q
Q
≥1
≥1
≥1
R
S
R
1
1
1
R、S信号都有效后同时撤销，状态不确定。
5.2.1 SR 锁存器
0 0
Q
≥1
S 1
工作原理 QRS
0 00 1 00 0 10 1 10 0 01 1 01 0 11 1 11
R撤销后仍为0
5.2.1 SR 锁存器
RS锁存器功能表
RS 00 10 01 11
Qn+1 功能说明
Q
保持
0
置0
1
置1
d
不定
5.2 锁存器 用与非门构成的基本SR锁存器
逻辑图 逻辑符号
5.2.1 SR 锁存器
RS锁存器功能表
RS 11 01 10 00
Qn+1 功能说明
Q
保持
0
置0
1
简单SR锁存器
5.2.1 SR 锁存器
封锁概念
从另一个角度看：L = 1有效，B：控制信号， A：输入信号。 B=0，L=0(无效)， 门被封锁，输入信号不能 通过； B=1，L=A ，门被打开，输入信号能通过。
使能信号 控制门电 路
E=0，G3、G4门被封锁， Q3=Q4 =0，锁存器状态不变； E=1，G3、G4门被打开， Q3=S ，Q4=R，锁存器状态随输入信号R、S变化而变化。与 简单SR锁存器功能一致。
Q功n+1能
0
保持
1
0
置0
0
1
置1
1
S信号有效，置1。 信号消失后，记忆1
5.2 锁存器 工作原理 ②. R = 1、S = 1
0
0
0
0
1
1
Q
Q
Q
≥1
≥1
≥1
R
S
R
1
1
1
R、S信号都有效后同时撤销，状态不确定。
5.2.1 SR 锁存器
0 0
Q
≥1
S 1
工作原理 QRS
0 00 1 00 0 10 1 10 0 01 1 01 0 11 1 11
康华光《电子技术基础-数字部分》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-时序逻辑电路【圣才出品】
二、同步时序逻辑电路的分析 1．分析同步时序逻辑电路的一般步骤 （1）根据给定的同步时序电路列出下列逻辑方程组 ①对应每个输出变量导出输出方程，组成输出方程组； ②对每个触发器导出激励方程，组成激励方程组； ③将各触发器的激励方程代入相应触发器的特性方程，得到各触发器的状态方程，从而 组成状态方程组。 上述①和②表达了同步时序电路中全部组合电路的特性，而③则表达了电路的状态转换 特性。 （2）根据状态方程组和输出方程组，列出电路的状态表，画出状态图或时序图。 （3）确定电路的逻辑功能，必要的话，可用文字详细描述。
号。同步时序电路的时钟脉冲 CP 或 CP 一般是不作为输入变量考虑的。
②找出所有可能的状态和状态转换之间的关系，则建立起原始状态图。 ③根据原始状态图建立原始状态表。 （2）状态化简 原始状态图或原始状态表很可能隐含多余的状态，去除多余状态的过程称为状态化简， 其目的是减少电路中触发器及门电路的数量，但不能改变原始状态图或原始状态表所表达的 逻辑功能。 状态化简建立在等价状态的基础上：如果两个状态作为现态，其任何相同输入所产生的 输出及建立的次态均完全相同，则这两个状态称为等价状态。凡是两个等价状态都可以合并 成一个状态而不改变输入-输出关系。 （3）状态分配 对每个状态指定一个特定的二进制代码，称为状态分配或状态编码。 ①要确定状态编码的位数。
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2．米利型和穆尔型时序电路 电路输出是输入变量及触发器状态的函数，这类时序电路称为米利型电路或米利型状态 机，它的一般化模型如图 6-2 所示。 电路输出仅仅取决于各触发器的状态，而不受电路当时的输入信号影响或没有输入变 量，这类电路称为穆尔型电路或穆尔型状态机，其模型如图 6-3 所示。
号。同步时序电路的时钟脉冲 CP 或 CP 一般是不作为输入变量考虑的。
②找出所有可能的状态和状态转换之间的关系，则建立起原始状态图。 ③根据原始状态图建立原始状态表。 （2）状态化简 原始状态图或原始状态表很可能隐含多余的状态，去除多余状态的过程称为状态化简， 其目的是减少电路中触发器及门电路的数量，但不能改变原始状态图或原始状态表所表达的 逻辑功能。 状态化简建立在等价状态的基础上：如果两个状态作为现态，其任何相同输入所产生的 输出及建立的次态均完全相同，则这两个状态称为等价状态。凡是两个等价状态都可以合并 成一个状态而不改变输入-输出关系。 （3）状态分配 对每个状态指定一个特定的二进制代码，称为状态分配或状态编码。 ①要确定状态编码的位数。
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2．米利型和穆尔型时序电路 电路输出是输入变量及触发器状态的函数，这类时序电路称为米利型电路或米利型状态 机，它的一般化模型如图 6-2 所示。 电路输出仅仅取决于各触发器的状态，而不受电路当时的输入信号影响或没有输入变 量，这类电路称为穆尔型电路或穆尔型状态机，其模型如图 6-3 所示。
数字电子技术基础(第五版)第五章触发器PPT课件
在时钟信号下降沿时刻，触发器 接收输入信号并改变状态。实现 方法是在主从触发器的基础上，
增加一个下降沿检测电路。
边沿触发器的特点
边沿触发器只在时钟信号的边沿 时刻改变状态，具有较高的抗干 扰能力和稳定性。同时，边沿触 发器可以实现多个触发器的级联
和同步操作。
06
集成触发器及其应用
集成触发器类型与特点
波形分析
在波形图中，可以观察到输入信号J、K以及输出信号Q、Q' 的波形变化。通过对比输入信号和输出信号的波形，可以验 证触发器的逻辑功能是否正确实现。
T触发器实现方法
T触发器定义
T触发器是一种特殊类型的触发器，其输入信号为T，输出信号为Q和Q'。当T=1时，触 发器翻转；当T=0时，触发器保持原状态不变。
和时钟信号CP接入芯片对应的引脚即可。
03
可编程逻辑器件实现
利用可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD等）实现D触发器的功能。通过
编程配置逻辑器件的内部逻辑单元，实现D触发器的逻辑功能。
04
JK触发器和T触发器
JK触发器电路结构
基本结构
由两个可控RS触发器构成，输入信号为J和K，输出信号为 Q和Q'。
功能表
列出输入信号S、R与输出信号Q、Q'之间关系的表格，用于描述触发器的逻辑功能。功能表中应包含所有可能的 输入组合及对应的输出状态。
03
同步RS触发器及D触发器
同步RS触发器电路结构
1 2 3
基本RS触发器
由两个与非门交叉耦合构成，具有置0、置1和保 持功能。
同步RS触发器
在基本RS触发器的基础上，引入时钟信号CP， 使得触发器的状态只在CP的上升沿或下降沿发生 改变。
增加一个下降沿检测电路。
边沿触发器的特点
边沿触发器只在时钟信号的边沿 时刻改变状态，具有较高的抗干 扰能力和稳定性。同时，边沿触 发器可以实现多个触发器的级联
和同步操作。
06
集成触发器及其应用
集成触发器类型与特点
波形分析
在波形图中，可以观察到输入信号J、K以及输出信号Q、Q' 的波形变化。通过对比输入信号和输出信号的波形，可以验 证触发器的逻辑功能是否正确实现。
T触发器实现方法
T触发器定义
T触发器是一种特殊类型的触发器，其输入信号为T，输出信号为Q和Q'。当T=1时，触 发器翻转；当T=0时，触发器保持原状态不变。
和时钟信号CP接入芯片对应的引脚即可。
03
可编程逻辑器件实现
利用可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD等）实现D触发器的功能。通过
编程配置逻辑器件的内部逻辑单元，实现D触发器的逻辑功能。
04
JK触发器和T触发器
JK触发器电路结构
基本结构
由两个可控RS触发器构成，输入信号为J和K，输出信号为 Q和Q'。
功能表
列出输入信号S、R与输出信号Q、Q'之间关系的表格，用于描述触发器的逻辑功能。功能表中应包含所有可能的 输入组合及对应的输出状态。
03
同步RS触发器及D触发器
同步RS触发器电路结构
1 2 3
基本RS触发器
由两个与非门交叉耦合构成，具有置0、置1和保 持功能。
同步RS触发器
在基本RS触发器的基础上，引入时钟信号CP， 使得触发器的状态只在CP的上升沿或下降沿发生 改变。
康华光《电子技术基础-数字部分》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第七章至第十章【圣才出品
称为字。一个字中所含的位数称为字长。为了区别各个不同的字，给每个字赋予一个编号，
称为地址。
②地址译码器
将输入的地址代码译成相应的字单元控制信号，控制信号从存储矩阵中选出指定的存储
单元，并将其中的数据送到输出控制电路。字单元也称为地址单元。
③输出控制电路
一般包含三态缓冲器，以便与系统的数据总线连接。当有数据读出时，可以有足够的能
（2）ROM 的基本结构 存储器由存储阵列、地址译码器和输出控制电路三部分组成，结构如图 7-1 所示。
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图 7-1 ROM 电路的基本结构
①存储阵列
由许多存储单元组成，每个存储单元存放 1 位二值数据。
通常存储单元排列成矩阵形式，且按一定位数进行编组，每次读出一组数据，这里的组
2．同步静态随机存取存储器 （1）SSRAM 同步静态随机存取存储器(SSRAM)是在 SRAM 基础上发展起来的一种高速 RAM。SSRAM 与 SRAM 最主要的差别是，前者的读写操作是在时钟脉冲节拍控制下完成的。因此，SSRAM 最明显的标志是有时钟脉冲输入端。 （2）其他 SSRAM ①双倍数据传输率静态随机存取存储器(DDR SRAM) DDR SRAM 是在 SSRAM 基础上进行改进的，在每个时钟周期的上升沿和下降沿各传输 一次数据，数据传输效率提高了一倍，但是读写仍不能同时进行。 ②四倍数据传输率静态随机存取存储器(QDR SRAM) QDR SRAM 进一步改进了结构，为读和写操作分别提供独立的接口，不但在每个时钟周
二、随机存取存储器 RAM 与 ROM 的最大区别就是数据易失性，一旦失去电源供电，所存储的数据立即丢失。 最大优点是可以随时从其中任一指定地址读出(取出)或写入(存入)数据。 RAM 一般用在需要频繁读写数据的场合。 RAM 可分为静态 RAM(SRAM)和动态 RAM(DRAM)。SRAM 中的存储单元是一个触发器， 有 0、1 两个稳态；DRAM 则是利用电容器存储电荷来保存 0 或 1 的，因此需要定时对其存 储单元进行刷新。 1．静态随机存取存储器 （1）SRAM 的基本结构与输入输出 SRAM 的基本结构与 ROM 类似，由存储阵列、地址译码器和输入/输出控制电路三部分 组成，其结构框图如图 7-2 所示。SRAM 的工作模式如表 7-1 所示。
电子技术基础数字部分(第五版)(康华光)全书总结归纳
教学要求
1. 掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的逻辑功能；
2. 掌握单稳态触发器、施密特触发器MSI器件的逻辑功能和应用；
3. 理解555定时器的工作原理，掌握由555定时器组成的单稳态触 发器、施密特触发器、多谐振荡器的电路结构、工作原理和参数 计算。
8. 脉冲波形的变换与产生
知识点
1. 单稳态触发器：单稳态触发器的工作特点，可重复触发和不
7. 存储器
教学要求
1. 掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址、等基本概念；
2. 理解半导体存储器芯片的关键引脚的意义，掌握半导体存储
器的典型应用；
3. 掌握半导体存储器的扩展方法；
4. 了解存储器的组成及工作原理； 5. 了解CPLD和FPGA的基本结构及实现逻辑功能的原理。
7. 存储器
知识点
可重复触发单稳态触发器，单稳态触发器的应用。
2. 施密特触发器：同相输出和反相输出的施密特触发器，正向
阈值电压 VT+和负向阈值电压 VT-的意义。
3. 多器谐振荡：多器谐振荡的功能。 4. 555定时器：由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器 的电路、工作原理。
9. 模数与数模转换器
章节内容
2. 掌握三态门、OD门、OC门和传输门的逻辑功能和应用；
3. 掌握CMOS、TTL逻辑门电路的输入与输出电路结构，输入 端高低电平判断。 4. 掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题； 5. 了解半导体器件的开关特性以及逻辑门内部电路结构。
3. 逻辑门电路
知识点 1. CMOS电路功耗低，抗干扰能力强，广泛应用。
消除的方法。
3. 典型组合逻辑集成电路：各种 MSI 器件的功能，阅读其功能
1. 掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的逻辑功能；
2. 掌握单稳态触发器、施密特触发器MSI器件的逻辑功能和应用；
3. 理解555定时器的工作原理，掌握由555定时器组成的单稳态触 发器、施密特触发器、多谐振荡器的电路结构、工作原理和参数 计算。
8. 脉冲波形的变换与产生
知识点
1. 单稳态触发器：单稳态触发器的工作特点，可重复触发和不
7. 存储器
教学要求
1. 掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址、等基本概念；
2. 理解半导体存储器芯片的关键引脚的意义，掌握半导体存储
器的典型应用；
3. 掌握半导体存储器的扩展方法；
4. 了解存储器的组成及工作原理； 5. 了解CPLD和FPGA的基本结构及实现逻辑功能的原理。
7. 存储器
知识点
可重复触发单稳态触发器，单稳态触发器的应用。
2. 施密特触发器：同相输出和反相输出的施密特触发器，正向
阈值电压 VT+和负向阈值电压 VT-的意义。
3. 多器谐振荡：多器谐振荡的功能。 4. 555定时器：由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器 的电路、工作原理。
9. 模数与数模转换器
章节内容
2. 掌握三态门、OD门、OC门和传输门的逻辑功能和应用；
3. 掌握CMOS、TTL逻辑门电路的输入与输出电路结构，输入 端高低电平判断。 4. 掌握逻辑门的主要参数及在应用中的接口问题； 5. 了解半导体器件的开关特性以及逻辑门内部电路结构。
3. 逻辑门电路
知识点 1. CMOS电路功耗低，抗干扰能力强，广泛应用。
消除的方法。
3. 典型组合逻辑集成电路：各种 MSI 器件的功能，阅读其功能
武汉大学数电复习提纲(康华光第五版)
第四章
组合逻辑电路
分析和设计方法
由基本逻辑门组成或由集成器件组成的组合电路
集成组合器件
编码器：什么是编码？什么是优先编码？ 编码输出（原码、反 码）, 4线-2线、8线-3线优先编码器 译码器/数据分配器：74138,使能端有效时 Yi mi (i 0,1,2, ,7) 7 Y mi Di 数据选择器：74HC151 数值比较器 算术运算电路
倒T形D／A转换器
Rf VREF Rf n 1 V i REF O n ( Di 2 ) n NB 2 R i0 2 R
A/D转换器的一般工作过程 并行比较型A/D转换器、逐次比较型A/D转换器、双积分型 A/D转换器 ADC、DAC的性能指标
SM-1
SM-2
………
SN
SN-1
反馈置数法示意图
置数信号。D3D2D1D0=0000
第六章
S0
时序逻辑电路
S1
…………
预置 状态
用集成计数器构成任意N进制计数器小结
Si
SM -1
………
Si+N
Si+N - 1
………
Si-1
另一种反馈置数法示意图 如果任意N个状态不是最开始的N个状态，则只能用反馈置数法。若置 数端是异步置数则用Si+N状态做置数控制信号；若置数端是同步置数则 用Si+N-1状态做置数控制信号，且数据端代码为si，数据输入D3D2D1D0= si
1 0
Z
LD CEP CET
CP
1 1
序列周期为6，设 计6进制计数器
101001序列产生器
第八章
脉冲波形的变换与产生
硕士研究生入学考试《电子技术基础》考试大纲
中国地质大学研究生院硕士研究生入学考试《电子技术基础》考试大纲(包括模拟电路、数字电路两部分)一、试卷结构（一）内容比例模拟电路约50%数字电路约50%（二）题型比例选择题、填空题和判断题约50%解答题约50%二、考试内容及要求模拟电路（一）半导体器件考试内容PN结、半导体二极管、稳压二极管的工作原理；晶体三极管与场效应管的放大原理；集成运算放大器的主要特点。
考试要求1. 熟悉半导体二极管的伏安特性，主要参数及简单应用。
2. 熟悉稳压二极管的伏安特性，稳压原理及主要参数。
3. 理解双极性三极管的电流放大原理，伏安特性，熟悉主要参数。
（二）放大器基础考试内容放大电路的性能指标和电路组成及静态分析；稳定静态工作点的偏置电路；放大电路的动态分析，三种基本组态放大电路；场效应管放大电路性能指标分析；运算放大器放大电路性能指标分析；多级放大电路。
考试要求1. 理解放大电路的组成原则。
2. 理解静态、动态、直流通路、交流通路的概念及放大电路主要动态指标的含意。
3. 熟悉放大电路的静态和动态分析方法。
掌握调整静态工作点的方法。
4. 掌握计算三种组态放大电路的静态工作点和动态指标Au 、ri 、r0 等。
5. 了解多级放大电路的耦合方式及其特点和熟悉多级放大电路的指标计算。
（三）放大器的频率参数。
频率特性的基本概念与分析方法；放大器频率分析，三极管的频率参数；共射极接法放大电路的频率特性；场效应高频等效电路，运算放大器的高频等效电路，宽带放大器；网络传输函数与频率特性的关系；多级放大电路频率特性。
考试要求1. 理解阻容耦合共射放大电路的频率特性。
2. 理解三极管的频率参数：fβ、fT 、fx。
3. 了解多级放大电路频率特性的概念。
（四）放大电路中的负反馈考试内容负反馈的基本概念；负反馈对放大器性能的影响；深度负反馈的工程计算；反馈放大电路的稳定性分析。
考试要求1. 理解反馈，正反馈，负反馈，直流反馈，交流反馈，开环，闭环，反馈系数，反馈深度，电压反馈，电流反馈，串联反馈，并联反馈等概念。
数电课件第五章锁存器和触发器
器和主从触发器等。
不同类型的触发器具有不同的工 作特性和应用场景，可以根据实 际需求选择合适的触发器类型。
03 锁存器和触发器的应用
在时序逻辑电路中的应用
存储数据
锁存器和触发器可以用于存储数 据，在时序逻辑电路中作为寄存 器使用，保存数据以便后续处理。
控制信号
锁存器和触发器可以用于控制信号 的传递，在时序逻辑电路中作为控 制门使用，根据输入信号的变化来 控制输出信号的输出。
数电课件第五章锁存器和触发器
目录
• 锁存器概述 • 触发器概述 • 锁存器和触发器的应用 • 锁存器和触发器的实例分析 • 总结与展望
01 锁存器概述
定义与特点
01
02
定义：锁存器是一种具 特点 有存储功能的电路，能 在特定条件下保存数据， 即使在电源关闭或电路 其他部分出现故障的情 况下也能保持数据的完 整性。
分析
通过仿真验证了74HC74的触发器功能，并对其工作原理有了更深入的理解。
05 总结与展望
锁存器和触发器的重要性和应用价值
锁存器和触发器是数字电路中的基本元件，在时序逻辑电路和组合逻辑 电路中有着广泛的应用。
锁存器能够存储二进制数据，在数字系统中起到数据存储和传输的作用； 触发器则能够记忆二进制数据的状态，常用于实现时序逻辑电路如计数 器和寄存器等。
03
04
05
具有记忆功能，能够保 存前一个状态；
在时钟信号的驱动下， 通常由逻辑门电路构成， 完成数据的存储和读取； 如与门、或门和非门等。
工作原理
在时钟信号的控制下，锁存器在数据输入端接收数据，并在数据输出端输出数据。
当时钟信号处于低电平状态时，锁存器处于关闭状态，无法接收新的数据输入。
不同类型的触发器具有不同的工 作特性和应用场景，可以根据实 际需求选择合适的触发器类型。
03 锁存器和触发器的应用
在时序逻辑电路中的应用
存储数据
锁存器和触发器可以用于存储数 据，在时序逻辑电路中作为寄存 器使用，保存数据以便后续处理。
控制信号
锁存器和触发器可以用于控制信号 的传递，在时序逻辑电路中作为控 制门使用，根据输入信号的变化来 控制输出信号的输出。
数电课件第五章锁存器和触发器
目录
• 锁存器概述 • 触发器概述 • 锁存器和触发器的应用 • 锁存器和触发器的实例分析 • 总结与展望
01 锁存器概述
定义与特点
01
02
定义：锁存器是一种具 特点 有存储功能的电路，能 在特定条件下保存数据， 即使在电源关闭或电路 其他部分出现故障的情 况下也能保持数据的完 整性。
分析
通过仿真验证了74HC74的触发器功能，并对其工作原理有了更深入的理解。
05 总结与展望
锁存器和触发器的重要性和应用价值
锁存器和触发器是数字电路中的基本元件，在时序逻辑电路和组合逻辑 电路中有着广泛的应用。
锁存器能够存储二进制数据，在数字系统中起到数据存储和传输的作用； 触发器则能够记忆二进制数据的状态，常用于实现时序逻辑电路如计数 器和寄存器等。
03
04
05
具有记忆功能，能够保 存前一个状态；
在时钟信号的驱动下， 通常由逻辑门电路构成， 完成数据的存储和读取； 如与门、或门和非门等。
工作原理
在时钟信号的控制下，锁存器在数据输入端接收数据，并在数据输出端输出数据。
当时钟信号处于低电平状态时，锁存器处于关闭状态，无法接收新的数据输入。
电子技术基础数字部分第五版(康华光)5 锁存器和触发器59页PPT
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
电子技术基础数字部分第五版(康华光)5 锁存器和触发器
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
数电 第5章5(第五版)—康华光
而触发器状态的变化仅仅发生在时钟脉冲的上升沿或下降沿。 而触发器状态的变化仅仅发生在时钟脉冲的上升沿或下降沿。 Verilog中分别用关键词 中分别用关键词posedge(上升沿 和negedge(下降沿 进行 上升沿)和 下降沿)进行 中分别用关键词 上升沿 下降沿 说明，这就是边沿敏感事件。 说明，这就是边沿敏感事件。 如 : always @(posedge CP or negedge CR)
非阻塞型语句执行过程是： 非阻塞型语句执行过程是：首先计算语句块内部所有右边表达 的值，然后完成对左边寄存器变量的赋值操作， 的值，然后完成对左边寄存器变量的赋值操作，这些操作是并 行执行的。 行执行的。 begin B<=A; C<=B+1; end 阻塞型赋值语句和非阻塞型赋值语句的主要区别是完成赋值操 作的时间不同，前者的赋值操作是立即执行的， 作的时间不同，前者的赋值操作是立即执行的，即执行后一名 前一名的赋值已经完成； 时，前一名的赋值已经完成；而后者的赋值操作要到顺序块内 部的多条非阻塞型赋值语句运算结束时， 部的多条非阻塞型赋值语句运算结束时，才同时并行完成赋值 操作，一旦赋值操作完成，语句块的执行也就结束了。 操作，一旦赋值操作完 flip-flop module DFF(Q, D, CP); output Q; input D, CP; reg Q; //define register variable always @(posedge CP) Q<=D; endmodule
// D flip-flop with asynchronous set and reset module async_set_rst_DFF(Q, QN,D, CP, Sd, Rd ); output Q, QN; input D, CP, Sd, Rd ; reg Q, QN; //define register variable always @(posedge CP or negedge Sd or negedge Rd) if (~Sd||~Rd) if (~Sd ) begin Q<=1’b1; QN <=1’b0; end else begin Q<=1’b0; QN <=1’b1; end else begin Q<=D; QN <=~D; end endmodule
锁存器和触发器区别
一、锁存器锁存器（latch）---对脉冲电平敏感，在时钟脉冲的电平作用下改变状态锁存器是电平触发的存储单元，数据存储的动作取决于输入时钟（或者使能）信号的电平值，仅当锁存器处于使能状态时，输出才会随着数据输入发生变化。
锁存器不同于触发器，它不在锁存数据时，输出端的信号随输入信号变化，就像信号通过一个缓冲器一样；一旦锁存信号起锁存作用，则数据被锁住，输入信号不起作用。
锁存器也称为透明锁存器，指的是不锁存时输出对于输入是透明的。
锁存器（latch）：我听过的最多的就是它是电平触发的，呵呵。
锁存器是电平触发的存储单元，数据存储的动作取决于输入时钟（或者使能）信号的电平值，当锁存器处于使能状态时，输出才会随着数据输入发生变化。
（简单地说，它有两个输入，分别是一个有效信号EN,一个输入数据信号DATA_IN，它有一个输出Q，它的功能就是在EN有效的时候把DATA_IN的值传给Q，也就是锁存的过程）。
应用场合：数据有效迟后于时钟信号有效。
这意味着时钟信号先到，数据信号后到。
在某些运算器电路中有时采用锁存器作为数据暂存器。
缺点：时序分析较困难。
不要锁存器的原因有二：1、锁存器容易产生毛刺，2、锁存器在ASIC设计中应该说比ff要简单，但是在FPGA的资源中，大部分器件没有锁存器这个东西，所以需要用一个逻辑门和ff来组成锁存器，这样就浪费了资源。
优点：面积小。
锁存器比FF快，所以用在地址锁存是很合适的，不过一定要保证所有的latch信号源的质量，锁存器在CPU设计中很常见，正是由于它的应用使得CPU的速度比外部IO部件逻辑快许多。
latch完成同一个功能所需要的门较触发器要少，所以在asic中用的较多。
二、触发器触发器（Flip-Flop，简写为 FF），也叫双稳态门，又称双稳态触发器。
是一种可以在两种状态下运行的数字逻辑电路。
触发器一直保持它们的状态，直到它们收到输入脉冲，又称为触发。
当收到输入脉冲时，触发器输出就会根据规则改变状态，然后保持这种状态直到收到另一个触发。
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36
R CP S
1R 主
锁 C1 存 器
1S
1
Q’
CP
Q’
锁 C1 存 器
2R
2S 从
Q
CP高电平时触发 器接收信号并暂存 CP下降沿触发器翻 转(主、从锁存器状 态一致) CP低电平时, 主 锁存器封锁, R、S 不起作用
Q
R
1R C1 1S
Q
逻辑符号 CP
S
Q
触发器的状态仅仅取决于 CP信号下降沿到达前瞬间的 R、S信号。
Q
断开
1 G4
主锁存器
从锁存器
41
工作原理
断开
3) CP=1:
D
CP TG1 CP CP TG2
G1 1 CP
CP Q TG3 CP CP
导通
1 TG4 G3 Q Q
TG1断开，TG2导通 ——输入信号D 不能 送入主锁存器。
CP
导通
1 G2
Q
断开
1 G4
主锁存器状态保持不变。 主锁存器
从锁存器
9
Q
(2) 工作原理 ① R = 0、S = 0 状态保持不变
R
0
G1 ≥1
R Q
0
G1 ≥1
Q
1
G2 S ≥1
1 0
S G2 ≥1
0
1
Q
0 1
0
Q
0 若现态 Q n = 1
0 若现态 Q n = 0
现态：R、S信号作用前Q端的状态，用Q n表示。
次态：R、S信号作用后Q端的状态，用Q n+1表示。
1
1 、逻辑抽象
输入变量：A、 J1、 J2、 J3 A=1——允许抢答， A=0——清零； J1~J3 =0——抢答， J1~J3 =1——未抢答；
输出变量： Y1、 Y2、 Y3 Y1~Y3 =1——亮， Y1~Y3 =0——灭。 2、根据逻辑要求，列出真值表
A 0 1 J1 × 0 J2 × 1 J3 × 1 Y1 0 1 Y2 0 0 Y3 0 0
37
例： 主从SR触发器的CP、S、 R的波形如图所示，触发器
初始状态为Q = 0，试画出Q的波形。
CP R
R CP 1R C1 1S Q Q
S
Q
S
38
2、主从D触发器
CP D TG1 CP CP TG2
G1 1 CP
CP Q TG3 CP CP TG4 1 G3
Q Q
CP
TG1和TG4的 工作状态相同
逻辑符号
R E 1R C1 1S Q Q
E
使能信号
S
& Q3 G3
≥1 G1
Q
CP S
使能信号 控制电路
基本SR锁存器
19
工作原理 E = 0： 状态保持不变 E = 1： Q3 = S Q4 = R
G4 R &
功能同基本SR锁存器
S = 0，R = 0：Qn+1 = Qn S = 1，R = 0：Qn+1 = 1 S = 0，R = 1：Qn+1 = 0 S = 1，R = 1：Qn+1 = ×
74HC/HCT373 八D锁存器
D0
1 1D C1 C1
D1
1 1D C1 C1
…
…
D7
1 1D C1 C1
…
LE 1 OE 1
1 E Q0 E Q1 … … E Q7
28
74HC/HCT373的功能表 工作模式 使能和读锁存 器 （传送模式） 锁存和读锁存 器 锁存和禁止输 出
输 入 Dn OE LE L H L L
8
5.2.1 SR锁存器(flip-latch)
1、或非门构成的基本SR 锁存器 (1) 电路结构 正常情况下，两输出
R G1 ≥1 Q
端的状态保持相反。
两 互 补 输 出 端 通常以 Q 端的逻辑电 平表示锁存器的状态，
两 输 入 端
S
G2 ≥1
即Q = “1”，Q = “0”时，
称为“1”态； 反之，则称为“0”态。
0
1
Q
0 1
0
Q
0 若现态 Q n = 1
0 若现态 Q n = 0
12
④ R = 1 、 S = 1 状态不确定
若先翻转
锁存器的输出既不是0态，也不是1态
0
R
1
G1 ≥1 Q
1 0 0
G2 ≥1 S
若G1先翻转，则锁存器为“1”态 若G2先翻转，则锁存器为“0”态 约束条件: RS = 0
0 0 1
5.3.4 触发器的动态特性
33
5. 3. 1 主从触发器
1、主从SR触发器 互补时钟控制主、从 锁存器不能同时翻转
R CP
1R 主
时钟脉冲 Clock Pulse
S
锁 C1 存 器
1S
Q’
CP
Q’
锁 C2 存 器
2R
2S 从
Q
Q
1
34
工作原理 主锁存器状态由R、S 决定，接收信号并暂存。
打开
1
TG2
C
Q
1 G3 1 C G4 G2 1
Q C
2
1 G2
E
Q
1 G2
26
Q
3. D锁存器的动态特性
定时图:表示电路动作过程中，对各输入信号的时间要求 以及输出对输入信号的响应时间。
建立时间 保持时间
D E
传输延时时间
tSU tW TpLH
tH
脉冲宽度
TpHL
Q
传输延时时间
27
4. 典型集成电路
≥1
16
例：运用基本SR锁存器消除机械开关触点抖动引起的脉冲输出。
+5V R vO vO +5V t0 t1 t
t0 t1
17
+5V 100k A S B 100k +5V R ≥ 1 S 1 74HCT0 2 0 ≥ Q 1
S R Q
18
3、逻辑门控SR锁存器 电路结构
G4 R & Q4 G2 ≥1 Q
21
5.2.2 D 锁存器
1. 逻辑门控D锁存器
电路结构
G4 & E 1 & D G3 Q3 ≥1 G1 Q Q4 G2 ≥1 Q
逻辑符号
D E
1D C1 1E1
Q
G5
Q
使能信号 控制电路
基本SR锁存器
22
工作原理
G4 & Q4
E = 0： 状态保持不变
E
R
G2 ≥1
Q
E = 1： Q3 = S D=0 D=1
3、正确理解锁存器、触发器的动态特性。
6
5.1 双稳态存储单元电路
介稳态 metastable
稳态 0
稳态 1
锁存器和触发器： 具有0 和1两个稳定状态； 能根据输入信号，被臵成“0”态或“1”态； 状态确定后能自行保持，即具有记忆功能。
7
5.2 锁存器
5.2.1 SR 锁存器
5.2.1 D 锁存器
L L H H
内部锁存器 状 态
L
输 出 Qn L H
L H 高阻 高阻
H
L L × ×
H
L* H* × ×
H
L H × ×
L*和H*表示门控电平LE由高变低之前瞬间D的逻辑电平。
29
例：D锁存器的E、D的波形如图所示，锁存器初始状态为Q
= 0，试画出Q和Q的波形。
D
E Q Q
30
存在问题：
时钟脉冲不能过宽，否 则出现空翻现象，即在 一个时钟脉冲期间锁存 器翻转一次以上。
锁存器---对脉冲电平敏感的存储 电路，在特定输入脉冲电平作用下 改变状态。
触发器---对脉冲边沿敏感的存储电 路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿 的变化瞬间改变状态。
E E
CP
CP
32
5.3 触发器的电路结构和工作原理
5.3.1 主从触发器 5.3.2 维持阻塞触发器 5.3.3 利用传输延迟的触发器
CP
断开
1 G2
Q
导通
1 G4
主锁存器
从锁存器
TG3断开，TG4导通——从锁存状态保持不变。
40
工作原理
断开
2) CP由0跳变到1: TG3导通，TG4断开 ——Q = Q= D
D
CP TG1 CP CP TG2
G1 1 CP
CP Q TG3 CP CP
导通
1 TG4 G3 Q Q
CP
导通
1 G2
CP Q=S Q=R
解决办法：采用主从触发器或边沿触发器。触发器只在时
钟脉冲CP的上升沿或下降沿接受输入信号，电路状态才发 生翻转，从而提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力，克 服了空翻现象。
31
锁存器与触发器
共同点：具有0 和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行 保持。一个锁存器或触发器能存储一位二进制码。 不同点：
后，电路状态仍维持不变。这种具有记忆功能的电路称
为时序逻辑电路。
锁存器、触发器是构成时序电路的基本逻辑单元。
4
5 锁存器和触发器
5.1 双稳态存储单元电路
5.2 锁存器 5.3 触发器的电路结构和工作原理 5.4 触发器的逻辑功能
5
本章要求：
1、了解锁存器、触发器的电路结构和工作原理。 2、熟练掌握SR触发器、JK触发器、D触发器及 T 触发器的逻辑功能。
S
、
功能表