数字电路第5章触发器
第五章触发器
数字电子技术第五章 触发器1. 触发器是 。
2. 触发器有两个稳定的状态,可用来存储数码 和 (只要电源不断电)。
触发器按其逻辑功能可分为 触发器、 触发器、 触发器、 触发器等四种类型。
按触发方式可以分为: 、 、 。
3. 触发器有 个稳定状态,通常用 端的输出状态来表示触发器的状态。
4. 或非门构成的SR 锁存器的输入为 S =1、R =0,当输入S 变为0时,触发器的输出将会( )。
(A )置位 (B )复位 (C )不变5. 与非门构成的SR 锁存器的输入为0 0==R S 、,当两输入的0状态同时消失时,触发器的输出状态为( )(A )1 0==Q Q 、 (B )0 1==Q Q 、 (C )1 1==Q Q 、(D )状态不确定 6. 触发器引入时钟脉冲的目的是( )(A )改变输出状态(B )改变输出状态的时刻受时钟脉冲的控制(C )保持输出状态的稳定性7. 与非门构成的SR 锁存器的约束条件是( )(A )0=+R S (B )1=+R S (C )0=⋅R S (D )1=⋅R S8. “空翻”是指( )(A )在时钟信号作用时,触发器的输出状态随输入信号的变化发生多次翻转(B )触发器的输出状态取决于输入信号(C )触发器的输出状态取决于时钟信号和输入信号(D )总是使输出改变状态9. JK 触发器处于翻转时,输入信号的条件是( )(A)J =0 , K =0 (B)J =0 , K =1 (C) J =1 , K =0 (D)J =1 , K =110. J =K =1时,JK 触发器的时钟输入频率为120Hz ,Q 输出为( )(A)保持为高电平(B)保持为低电平(C)频率为60Hz的方波(D)频率为240Hz的方波*,则输入信号为()11. JK触发器在CP的作用下,要使QQ(A)J=K=0 (B)J=1 , K=0 (C)J=K=Q (D)J=0 , K=112. 下列触发器中,没有约束条件的是()(A)SR锁存器(B)主从JK触发器(C)钟控RS触发器13. 某JK触发器工作时,输出状态始终保持为1,则可能的原因有()(A)无时钟脉冲输入(B)J=K=1 (C)J=K=0 (D)J=1 , K=0 14. 归纳基本RS触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器触发翻转的特点。
第5章 触发器
表5-1 或非门组成的基本RS触发器的真值表
R
பைடு நூலகம்
S
Q
Q
不变 0 1 0*
触发器 状态 保持 置1 置0 不定
0 0 1 1
0 1 0 1
不变 1 0 0*
7
对于图5-1(b),可作同样分析。这种触发器是以 低电平作为输入有效信号的,在逻辑符号的输入端用小 圆圈表示低电平输入信号有效,它的真值表如表5-2所示。 由于S=R=0时出现了Q==1的状态,而且当S和R同时 撤去(变到1)后,触发器的状态将不能确定是1还是0。 因此这种情况也应当避免。
18
图5-5 开关触点抖动消除电路 图5-5不仅可以消除开关的抖动,而且从波形可以看出,此电路还可 作为手动单次脉冲产生电路使用,譬如可以应用在数字电路实验设备中。
19
5.2 D触发器
导读: 导读 在这一节中,你将学习: 在这一节中,你将学习: 电平触发与边沿触发的概念 电平触发D触发器的特点与逻辑功能 电平触发 触发器的特点与逻辑功能 边沿触发D触发器的特点与逻辑功能 边沿触发 触发器的特点与逻辑功能 异步清0与异步置 与异步置1 异步清 与异步置 集成D触发器 触发器74LS74 集成 触发器
10
2.集成基本RS触发器 .集成基本 触发器 触发器74LS279
集成基本RS触发器74LS279的内部包含4个基 本RS触发器,输入信号均为低电平有效,其逻辑符 号和引脚图如图5-3所示,应该注意的是图中有两个 基本RS触发器具有两个输入端S1和S2,这两个输入 端的逻辑关系为与逻辑,每个基本RS触发器只有一 个Q输出端。
21
图5-6 D触发器
22
R=D
当CP=1时,将 S = D ,R = D ,代入钟控RS 时 代入钟控 触发器的特性方程( ),即得到 触发器的特性方程(5.2.1),即得到 触发器的特 ),即得到D触发器的特 性方程为: 性方程为:
数字电子技术实验五触发器及其应用(学生实验报告)
数字电⼦技术实验五触发器及其应⽤(学⽣实验报告)实验三触发器及其应⽤1.实验⽬的(1) 掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能(2) 掌握集成触发器的逻辑功能及使⽤⽅法(3) 熟悉触发器之间相互转换的⽅法2.实验设备与器件(1) +5V直流电源(2) 双踪⽰波器(3) 连续脉冲源(4) 单次脉冲源(5) 逻辑电平开关(6) 逻辑电平显⽰器(7) 74LS112(或CC4027);74LS00(或CC4011);74LS74(或CC4013)3.实验原理触发器具有 2 个稳定状态,⽤以表⽰逻辑状态“1”和“0”,在⼀定的外界信号作⽤下,可以从⼀个稳定状态翻转到另⼀个稳定状态,它是⼀个具有记忆功能的⼆进制信息存贮器件,是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。
(1) 基本RS触发器图4-5-1为由两个与⾮门交叉耦合构成的基本RS触发器,它是⽆时钟控制低电平直接触发的触发器。
基本RS触发器具有置0 、置1 和保持三种功能。
通常称S为置“1”端,因为S=0(R=1)时触发器被置“1”;R为置“0”端,因为R=0(S=1)时触发器被置“0”,当S=R=1时状态保持;S=R=0时,触发器状态不定,应避免此种情况发⽣,表4-5-1为基本RS触发器的功能表。
基本RS触发器。
也可以⽤两个“或⾮门”组成,此时为⾼电平电平触发有效。
图4-5-1 基本RS触发器(2) JK触发器在输⼊信号为双端的情况下,JK触发器是功能完善、使⽤灵活和通⽤性较强的⼀种触发器。
本实验采⽤74LS112双JK触发器,是下降边沿触发的边沿触发器。
引脚功能及逻辑符号如图4-5-2所⽰。
JK触发器的状态⽅程为Q n+1=J Q n+K Q nJ和K是数据输⼊端,是触发器状态更新的依据,若J、K有两个或两个以上输⼊端时,组成“与”的关系。
Q与Q为两个互补输出端。
通常把 Q=0、Q=1的状态定为触发器0 状态;⽽把Q=1,Q=0定为 1 状态。
图4-5-2 74LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号下降沿触发JK触发器的功能如表4-5-2注:×— 任意态↓— ⾼到低电平跳变↑— 低到⾼电平跳变Q n (Q n )— 现态 Q n+1(Q n+1)— 次态φ— 不定态JK 触发器常被⽤作缓冲存储器,移位寄存器和计数器。
第5章 锁存器与触发器
《数字电路与逻辑设计》
3) 状态转换图与激励表
将锁存器两个状态之间的转换及其所需要的输 入条件用图形的方式表示称为状态转换图(简称为 状态图),用表格的形式表示则称为激励表。
基本SR锁存器的状态图如下图所示,表5-2为 其激励表。
表5-2 基本SR锁存器的激励表
SD=0
RD=´
0
SD=1 RD=0
《数字电路与逻辑设计》
第5章 锁存器与触发器
本章主要内容
5.1 基本锁存器及其描述方法 5.2 门控锁存器 5.3 脉冲触发器 5.4 边沿触发器 5.5 逻辑功能和动作特点
《数字电路与逻辑设计》
本章重点:
掌握锁存器与触发器的电路结构、逻辑 功能和动作特点
本章难点:
触发器的工作原理
《数字电路与逻辑设计》
此外,锁存器的功能还可以用状态转换图和激 励表表示。
《数字电路与逻辑设计》
1) 特性表(真值表) 基本锁存器的特性表如表5-1所示。
表5-1 基本SR锁存器特性表 与非门构成的锁存器 或非门构成的锁存器 SD RD Q Q* SD RD Q Q* 1 1 0 0 0000 1 1 1 1 0011 1 0 0 0 0100 1 0 1 0 0110 0 1 0 1 1001 0 1 1 1 1011 0 0 0 × 1 1 0× 0 0 1 × 1 1 1×
《数字电路与逻辑设计》
(2) CLK为高电平时, 由于SD=(S·CLK)=S、RD=(R·CLK)=R,因 此门控锁存器将根据输入信号S和R实现其相应的 功能。
将SD=S、RD=R代入到基本锁存器的特性方 程Q*=SD+RD·Q,可得到门控锁存器的特性方程为
Q*=S+R·Q
脉冲与数字电路第五章 触发器
D=J/Qn +/KQn
5、 边沿触发器(ET FF)(续7)
2〉JK触发器转换为D触发器 D触发器和JK触发器的输出与输入的关系可以用 下表表示(即激励表):
根据上表可写出JK与D、Q的关系:J=D、K=/D。
5、 边沿触发器(ET FF)(续8) 1、按键去抖动(消颤); 2、开机置位; 3、异步脉冲同步化;
4、主从触发器(MS FF)(续3)
3>带数据锁存的主从JK触发器:
4、主从触发器(MS FF)(续4)
时序图:
5、 边沿触发器(ET FF)
1、主从JK触发器去缺点: 在CP=1时,要求JK信号保持不变。存在的一次变 化问题,能接收干扰信号并记忆下来,造成误码。解决 办法是减小CP=1的时间,可能造成状态翻转不稳定。 2、边沿触发器优点: 利用时钟脉冲的有效边沿(上升沿或下降沿)将 输入的变化反映在输出端,而在CP=0及CP=1不接收信号 ,输出不会误动作。 3、常见的边沿触发器有: 维持阻塞型、传输迟延实现的边沿触发器、CMOS 的边沿触发器,随着CMOS器件的广泛使用,今后大部分 是采用CMOS边沿触发器。
5、 边沿触发器(ET FF)(续1)
4、边沿D触发器:
5、 边沿触发器(ET FF)(续2)
5、边沿JK触发器:
5、 边沿触发器(ET FF)(续3)
6、T触发器(T FF):
*翻转触发器(1位二进制计数器)
5、 边沿触发器(ET FF)(续4)
7、多能触发器:
5、 边沿触发器(ET FF)(续5)
8、触发器逻辑功能转换 在集成触发器中,使用较广的主要是D触发器和JK 触发器,有时需要将一种类型的触发器转换为其它类型 的触发器。不同触发器的相互转换的模型可描述为:
数字电子技术习题课
输出波形
第9页/共36页
第5章、触发器
例5:画出与或非门的输出端T以及在时钟CP作用下触发器输出波形。 设触发器初态为零。
CP
A
B
C
T
(a)
Q
Q
电路及输入波形 第10页/共36页
(b)
第5章、触发器
解:该触发器是下降沿触发的JK触发器,触发器的两个输入端J和K连 在一起,构成T触发器。与或非门的输出构成T触发器的输入信号,若 T=1,Q翻转;若T=0,Q保持。输出波形见下图。
都没有发生变化,所以由CP下降沿的R、S值决定输出状态。
第一个CP下降沿:S=1,R=0,触 发器输出置1,Q由初态0变1;
第二个CP下降沿:S=0,R=1,触 发器输出复位,Q由1变0;
第三个CP下降沿:S=0,R=0,触 发器输出保持原来值,Q仍为0;
第四个CP下降沿:S=1,R=1,触 发器输出不确定,Q为不定;
题5.19 试写出图P5.19(a)中各电路的次态函数(即Q1 、 n1Q 2、n1Q 3、n1Q 4 n1 与现态和输入变量之间的函数式),并画出在图P5.19(b)所给定信 号的作用下Q1、Q2、Q3、Q4的电压波形。假定各触发器的初始状态 均为Q=0。
图P5.19
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第5章、触发器
图P5.15
第25页/共36页
第5章、触发器
解:此图为带异步置位、复位的上升沿触发的JK触发器,由图可知:
异步置位、复位端均为高电平 有效,SD始终接“0”无效,所以输 出不会出现异步置位的情况;RD初 始为1,所以触发器输出初始状态为 复位状态0。
由边沿触发器的特点可知:边 沿触发器的输出状态仅取决于边沿 时刻瞬间的输入数据。图中注意RD 值的变化情况。
第05章触发器习题解N
图A5.7
[题5.8] 在脉冲触发 触发器电路中,若S、R、CLK端的电 题 在脉冲触发SR触发器电路中 触发器电路中, 、 、 端的电 压波形如图P5.8所示,试画出 、Q'端对应的电压波形。假 所示, 端对应的电压波形。 压波形如图 所示 试画出Q、 端对应的电压波形 定触发器的初始状态为Q=0。 定触发器的初始状态为 。
触发器逻辑功能的定义和脉冲触发方式的动作特点(主从结 解:根据SR触发器逻辑功能的定义和脉冲触发方式的动作特点 主从结 根据 触发器逻辑功能的定义和脉冲触发方式的动作特点 构触发器属于脉冲触发方式),即可画出如图A5.7所示的输出电压波形图。 所示的输出电压波形图。 构触发器属于脉冲触发方式 ,即可画出如图 所示的输出电压波形图
解:根据D触发器逻辑功能的定义及维持阻塞结构所具有的边沿触发方 根据 触发器逻辑功能的定义及维持阻塞结构所具有的边沿触发方 即可画出Q和 的电压波形如图 的电压波形如图A5.14。 式,即可画出 和Q'的电压波形如图 。
图A5.14
[题5.15] 已知 题 已知CMOS边沿触发方式 触发器各输入端的电压 边沿触发方式JK触发器各输入端的电压 边沿触发方式 波形如图P5.15所示,试画出 、Q'端对应的电压波形。 所示, 端对应的电压波形。 波形如图 所示 试画出Q、 端对应的电压波形
触发器逻辑功能的定义及边沿触发方式的动作特点, 解:根据D触发器逻辑功能的定义及边沿触发方式的动作特点,即可画 根据 触发器逻辑功能的定义及边沿触发方式的动作特点 出Q、Q'端的电压波形如图A5.13。 、 端的电压波形如
图A5.13
[题5.14] 已知维持阻塞结构 触发器各输人端的电压波形如 题 已知维持阻塞结构D触发器各输人端的电压波形如 所示, 端对应的电压波形。 图P5.14所示,试画出 、Q'端对应的电压波形。 所示 试画出Q、 端对应的电压波形
数字电路第五章锁存器和触发器
Q3
Q
S 1S
Q
G1 G3
使能信号控制门电路
2、工作原 理
E=0: 状态不变
E=1: Q3 = S Q4 = R R
G4
G2
& Q4 ≥1
Q
状态发生变化。
S=0,R=0:Qn+1=Qn
E
S=1,R=0:Qn+1=1
≥1
&
Q
S=0,R=1:Qn+1=0
S
Q3 G1
G3
S=1,R=1:Qn+1= Ф
逻辑门控SR锁存器的E、S、R的波形如下图虚线上边所示, 锁存器的原始状态为Q = 0,试画出Q3、Q4、Q和Q 的波形。
或非门
G1
G2
Q T1 T4 Q
T3 R
T6 S
T2 T5
初态:R、S信号作用前Q端的 次态:R、S信号作用后Q端的
状态,初态用Q n表示。
状态次态用Q n+1表示。
1) 工作原理 R=0、S=0
状态不变
0 G1
R
≥1
11
Q
R
0 G1
≥1
00
Q
G2 ≥1 S
0
0
Q
若初态 Q n = 1
G2 ≥1 S
建立时间tSU :保证与D 相关的电路建立起稳定的状态,使触 发器状态得到正确的转换。 保持时间tH :保证D状态可靠地传送到Q 触发脉冲宽度tW :保证内部各门正确翻转。 传输延迟时间tPLH和tPHL :时钟脉冲CP上升沿至输出端新状态 稳定建立起来的时间 最高触发频率fcmax :触发器内部都要完成一系列动作,需要 一定的时间延迟,所以对于CP最高工作频率有一个限制。
电子线路基础数字电路实验5 触发器
实验五触发器一、实验目的1. 掌握基本RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的逻辑功能。
.2. 熟悉各类触发器之间逻辑功能的相互转换方法。
二、实验原理触发器是具有记忆功能的二进制信息存贮器件,是时序逻辑电路的基本单元之一。
触发器按逻辑功能可分RS、JK、D、T触发器;按电路触发方式可分为主从型触发器和边沿型触发器两大类。
图8—1所示电路由两个“与非”门交叉耦合而成的基本RS触发器,它是无时钟控制低电平直接触发的触发器,有直接置位、复位的功能,是组成各种功能触发器的最基本单元。
基本RS触发器也可以用两个“或非”门组成,它是高电平直接触发的触发器。
图8—1 图8—2JK触发器是一种逻辑功能完善,通用性强的集成触发器,在结构上可分为主从型JK触发器和边沿型JK触发器,在产品中应用较多的是下降边沿触发的边沿型JK触发器。
JK触发器的逻辑符号如图8—2所示。
它有三种不同功能的输入端,第一种是直接置位、复位输入端,用和表示。
在S=0,R=1或R=0,S=1时,触发器将不受其它输入端状态影响,使触发器强迫置“1”(或置“0”),当不强迫置“1”(或置“0”)时,S、R都应置高电平。
第二种是时钟脉冲输入端,用来控制触发器触发翻转(或称作状态更新),用CP表示(在国家标准符号中称作控制输入端,用C表示),逻辑符号中CP端处若有小园圈,则表示触发器在时钟脉冲下降沿(或负边沿)发生翻转,若无小园圈,则表示触发器在时钟脉冲上升沿(或正边沿)发生翻转。
第三种是数据输入端,它是触发器状态更新的依据,用J、K表示。
JK触发器的状态方程为本实验采用74LS112型双JK 触发器,是下降边沿触发的边沿触发器,引脚排列如图8—3所示。
表8—1为其功能表。
图8—3 图8—4D 触发器是另一种使用广泛的触发器,它的基本结构多为维阻型。
D 触发器的逻辑符号如图8—4所示。
D 触发器是在CP 脉冲上升沿触发翻转,触发器的状态取决于CP 脉冲到来之前D 端的状态,状态方程为Q n+1 =D注: × −− 任意态; ↓ −− 高到低电平跳变 注: ↑ −− 低到高电平跳变 Q n (Q n ) −− 现态; −− 次态 ϕ −− 不定态本实验采用74LS74型双D 触发器, 是上升边沿触发的边沿触发器, 引脚排列如图8—5所示。
(2021年整理)数字逻辑第五章
(完整)数字逻辑第五章编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)数字逻辑第五章)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)数字逻辑第五章的全部内容。
第五章触发器------—----——-—--—-——-—-——------———--—-———--———————-——-—-—-———-—————-——-—---1 :具有:置0、置1、保持和翻转功能的触发器是( ).A:JK触发器B:SR触发器C:D触发器D:T触发器您选择的答案: 正确答案: A知识点:JK触发器的特性为:J=0, K=0时,Q状态为保持;J=0, K=1时,Q状态为置0;J=1, K=0时,Q状态为置1;J=1, K=1时,Q状态为翻转--—--———----—----—---—---—---—-——--—-——--——--—--------——--—--———-—--—-------2 :对于JK触发器,输入J=0,K=1,CLK脉冲作用后,触发器的次态应为()。
A:0B:1C:Q'D:不确定您选择的答案: 正确答案: A知识点:JK触发器的特性为:J=1, K=1时,Q状态为翻转,即Q= Q’-————---———---————--————--—-——-————--—---—-——-—-—---——--—--------——--—--—-—-3 :有一个或非门构成的SR锁存器,欲使该锁存器保持原态即Q*=Q,则输入信号应为()。
A:S=R=0B:S=R=1C:S=1,R=0D:S=0,R=1您选择的答案:正确答案: A知识点:或非门构成的SR锁存器的特性为:R=1, S=0 Q*=0, Q*'=1,即锁存器被置0(0状态);R=0, S=1 Q*=1, Q*'=0,即锁存器被置 1(1状态);R=S=0, Q*=Q,即锁存器保持原态;R= S=1 Q*=Q*'=0,此为不允许输入。
数字电子技术基础第五章触发器
S
(a)
(a)防抖动开关电路图
uA Q uB Q
Q
反跳
反跳
Q (b)
(b)开关反跳现象及改善后的波形图
20
5.3 同步触发器
实际工作中,触发器的工作状态不仅要由触发输入 信号决定,而且要求按照一定的节拍工作。为此,需要 增加一个时钟控制端 CP。
CP 即 Clock Pulse,它是一串 周期和脉宽一定的矩形脉冲。
具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器,
又称钟控触发器。
同步触发器是其中最简单的一种,而 基本 RS 触发器称异步触发器。
21
(一)同步 RS 触发器
1. 电路结构与工作原理 Q 基本 RS 触发器 Q
G1
S1 Q3 G3
G2
Q4 R1 G4
S
10 CP
R
增加了由时钟 CP 控制的门 G3、G4
工作原理 ★ CP = 0 ,G3、G4 被封锁。基本 RS 触发 器的输入均为 1,触发器 状态保持不变。
的作用下,状态转换的 方向。
尾端:表示现态,箭头
指向表示次态。
16
(3) 特征方程(也称为状态方程或次态方程)
RD SD Qn Qn+1
说明
0 0 0 × 触发器状态不定
0 0 1×
0 1 0 0 触发器置 0 0110
1 0 0 1 触发器置 1 1011
1 1 0 0 触发器保持原状态不变 1111
9
2. 工作原理及逻辑功能 Q 1 触发器被置 1 0 Q
G1
G2
11
0 SD
输入 RD SD 00 01 10 11
输出 QQ
01 10
数字电子技术 第5章
锁存器电路图
(1)
E CP 1D 1
(11) 1
C1
(3)
1D Q
C1
EN
(2) 1Q
1
EN
(4) 2D
1D C1 Q
(5) 2 Q
1
EN
(6)
D
3Q
1
& ≥1 Q
(7) 3D
19) 4 Q
1D C1
Q
1
& ≥1
(12)
Q
5Q
EN
5D
(13)
1D C1 Q
1
CP
图5-13 一位D锁存器逻辑图
EN
(15)
6D
(14)
6Q
1D C1
Q
1
EN
(16)
7D
(17)
1D C1
Q
1
7Q
EN
8D
(18)
(19)
1D
Q
1
8Q
(3)移位寄存器
移位寄存器不仅可以存储代码,还可以将代码移位。 ⑴四位右移移位寄存器的原理:
并行输出
Q0 DI FF0 1D Q C1 CP FF1 1D Q1 FF2 1D Q C1 Q2 FF3 1D C1 Q Q3 DO
表5-4 74194的工作状态表
Rd
0 1 1 1 1
S1 S0 × 0 0 1 1 × 0 1 0 1
工作状态 清零 保持 右移 左移 送数
CP A
& & & & & & &
1
并行输出
FA QA Q 1 FB QB Q 1 1S C1 1R R FC Q C Q 1 FD QD Q 1S C1 1R R
74161的逻辑符号
数字电子技术第五章 触发器
0
1
10 0 0
10 1 0
11 0 0
11 1 1
与非门SR锁存器的约束条件: R’D+S’D =1即 RDSD =0 。
SD ' RD ' Q Q *
0 0 0 1① 0 0 1 1① 10 00 10 10 01 01 01 11 11 00 11 11
不允许
置0 置1 保持
激励信号输入端低电平有效。
反相器
0
门电路不具备记忆功能
用G2门将VO1反相,并接G1的 另一个输入端;则VI1信号消 失,VO1的低电平和VO2的高
电平也能保持。
SR锁存器
SR锁存器 原理图
符号
SR锁存器:是各种触发器的基本组成部分,有两个
能自行保持的稳定状态。
SD、RD为激励输入端,定义输出端的Q=1、Q’=0 为锁存器的1状态,Q=0、Q’=1为锁存器的0状态。
1 0 01 1 1 1 00 1
Q*=1 置1 1 1 01 1
1 0 10 0 Q*=0 置0
1 0 11 0
1 1 1 0 1①
1
1 1 1 1①
不允许
约束条件SR=0。否则当S、R同时由1变为0,或者S=R=1 时CLK回到0,触发器的次态将无法确定。
图形符号:C1表示编号为1的一个CLK控制信号。1S和 1R表示受C1控制的两个输入信号,只有在C1为有效电平
时,1S和1R信号才起作用。输入端处没有小圆圈表示CLK高
电平有效,有小圆圈则低电平有效。
SD’ 异步置1输入端和RD’ 异步置0输入端,可立即将触
发器置1或置0,不受时钟信号的控制。异步置位复位输入 端低电平有效,正常工作时应使其无效(处于高电平)。
数字技术电路课件第五章 触发器
5.2
一、 主从RS触发器 1.电路结构
主从触发器
Q Q
由两级同步RS触
发器串联组成。 G1~G4组成从触 发器,G5~G8组 成主触发器。 CP 与CP’互补, 使两个触发器工
CP Q ┌ Q ┌
从 G1 & 触 发 器 G 3 & & G2
&
G4
1R C1 1S
Q' G5 & 主 触 发 器 G7 & R &
知输入R、S的波形图,画出两输出端的波形图。 解: 由表 5.1.1 知,当 R、 S都为 高电平时,触发器保持原状 态不变;当S 变低电平时, 触发器翻转为1状态;当R 变低电平时,触发器翻转为 0 状态;不允许 R 、 S 同时为 低电平。
R S
Q Q
2.用或非门组成的基本RS触发器
Q Q
Q Q
Q ┌ Q ┌
Q ┌ Q ┌ C1 1T
Q
n1
T Q TQ
n
n
当 T 触发器的输入控制端为 T=1 时, 称为T’触发器。 T’触发器的特性方程为:
1K C1 1J
Q n1 Q n
CP
T
4.主从JK触发器存在的问题——一次变化现象
例5.2.2 已知主从 JK触发器 J、 K的波形如图所示,画出输出 Q的波形 图(设初始状态为0)。
Q' G6 1 G9
作在两个不同的
时区内。
&
G8 S
CP
2.工作原理
主从触发器的触发翻转分为两个节拍: (1)当CP=1时,CP’=0,从触发器被封锁,保持原状态不变:主触发器 工作,接收R和S端的输入信号。 (2)当CP由1跃变到0时,即CP=0、CP’=1。主触发器被封锁,输入信号 R、S不再影响主触发器的状态;从触发器工作,接收主触发器输出端的 状态。 特点:(1)主从触发器的翻转是在CP由1变0时刻(CP下降沿)发生的。
闫石数字电路第5章
特性方程: 特性方程:
Q* = S + R′Q SR = 0
基本RS触发器动作特点 基本 触发器动作特点: 触发器动作特点 输入信号在全部作用时间内都直接改变 输出端Q和 的状态。 输出端 和Q′的状态。
例5.2ห้องสมุดไป่ตู้1
1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1
1 0 1 0 1
四、边沿触发的触发器
1.用两个电平触发 触发器组成的边沿触发器 用两个电平触发D触发器组成的边沿触发器 用两个电平触发
上升沿触发 逻辑符号
复位端的CMOS边沿触发 触发器 边沿触发D触发器 带异步置位 、复位端的 边沿触发
异步置位端(高 异步置位端( 电平有效) 电平有效)
异步复位端( 异步复位端(高 电平有效) 电平有效)
例5.4.3 第三个CLK=1期间, 第二个CLK=1期间, = 期间, 期间, 第三个 第二个 期间 期间 Q=1,J=0,K=1,主触 Q=0,J=K=1,主触发 , 主触 主触发 发器被置0; 器被置1,虽然CLK 发器被置 ;虽然 器被置 ,虽然 CLK下降沿到达时 下降沿到达时 下降沿到达时又回到 又回到K=0,但从触 J=0,从触发器保持输 又回到 从触发器保持输 但从触 发器输出Q 出Q*=1。 发器输出 *=0. 。
2.维持阻塞边沿触发器 维持阻塞边沿触发器
多输入端
低电平有效
上升沿触发
3.利用传输延迟时间的边沿触发器 利用传输延迟时间的边沿触发器 特性表
下降沿触发
边沿触发器动作特点: 边沿触发器动作特点 触发器的次态仅仅取决于时钟信号的上 升沿(下降沿)到达时输入的逻辑状态, 升沿(下降沿)到达时输入的逻辑状态,而 在这以前或以后, 在这以前或以后,输入信号的变化对触发器 输出的状态没有影响。 输出的状态没有影响。
数电课件第五章锁存器和触发器
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。
5-第五章触发器Flip-Flop解析
称为:不定状态。
此情形应尽量避免。
因此我们得到了基本RS触发器的功能表如下:
S
R
Q
0
0 不定
0
1 置1
1
0 清0
1
1 保持
S 和 R 均为低电平有效,故: S 称为:置1输入端或置位输入端 R 称为:清0输入端或复位输入端
如果我们规定触发器原来的状态称为“现态”(用Qn表示,简记为
Q),将触发器由于输入值的影响后的输出状态称为“次态”(用 Qn+1
将输入值代入特征方程得:
Qn1 TQ T Q 0 Q 0 Q Q
Qn1 TQ T Q 1 Q 1 Q Q
真值表 TQ 00 01 10 11
Qn+1
0 保持 1
1 翻转 0
状态图
6、T’触发器 将T触发器的T端接高电平即为T’触发器。 T’触发器的特征方程为:
Qn1 TQ T Q 1 Q 1 Q Q
1
1Q Q
B)当S=0,R=1时(即S 1, R 0)
1 1
11 1 0 可以保证门1的输出值为0。
Q
0
可以保证门2的输出值为1
0Q 0 1
此时,触发器的Q端始终输出低电平0,称为:触发器复位或触发器
清0。
C)当S=1,R=0时(即S 0, R 1)
0Q 0 1
0
可以保证门1的输出值为1。
1 翻转 反过来使用,即: 当触发器状态保持时,T=0 当触发器状态翻转时,T=1
1101 1
填卡诺图,化简得:
1110 1
0 01 0 1 01 1
作图得:
Qn1 J Q KQ
⑧用T触发器实现D触发器功能。 分析:T触发器是现有触发器,而D触发器为待求。 所以应求出用D来表示T的表达式。 解:比较两种触发器的特征方程得:
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J=K=1时:
Q
Qn+1=Qn
R2
F从
C
CP
Q
S2 1 0
1
1 0 R1
1 0
2013-8-5
F主
C
S1
10
=1 K CP J 阜师院数科院
=1
(4-30)
J=1,K=0时:
Q Q
R2
Q Q
S2
Q=0时 Q*=1
F从
C
CP
1
1
F主
R1
C
S1
0 =0
2013-8-5
1 =1
(4-31)
K CP J 阜师院数科院
R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Q* Q 1 0 不确定
Q*
保持 保持 0 1
不确定
Q*---下一状态(CP过后) Q ---原状态
Q
Q
R、S为高电平表示有信 号,低电平表示无信号。 逻辑符号
阜师院数科院
RD R C S SD
2013-8-5
(4-14)
例 画出同步SR触发器的输出波形 。假设Q的初始 状态为 0。
(4-2)
5.2 SR锁存器
G1 vi1
≥1
(Set-Reset Latch)
vi1
SD
G1
≥1
v01
Qv 01
SD RD
S R
Q Q
G2 v02
1≤
vi2
RD
vi2
≥1
(a)
Q G2 (b)电路
v02
(c)符号
因为图(a)中G1和G2有一个输入端接低电平,故 V02 (= Vi1)和V01(= Vi1),即输出将随Vi1变化。 这说明该电路没有记忆功能。若将G1的接地输入端 不再接地,而与V02 接起来,情况就完全不同了。 这时V01和V02状态不仅与Vi1有关,还与其原有状态 2013-8-5 阜师院数科院
一、电路结构和 工作原理
1、同步SR 触发器 直接清零端
输出端
Q a b
Q
RD
SD
直接置位端
c R
d
S
2013-8-5
阜师院数科院
CP
输入端
(4-11)
直接清零端、置位端的处理:
平时常 为 1
RD
Q
a b
Q
平时常 为 1
SD
c
直接清零端
d
直接置位端
R
2013-8-5
CP
阜师院数科院
S
(4-12)
CP=0时
2013-8-5
阜师院数科院
(4-25)
例5.4.1在主从RS触发器的电路中,若CP、S和R的电 压波形如图所示,试画出Q和Q端的电压波形。设Q 的初始状态为0。
2013-8-5
阜师院数科院
(4-26)
主从SR触发器的动作特点(小结) 主从RS触发器只在时钟下降沿时翻转,即一个时 钟脉冲只翻转一次,所以克服了空翻问题。但由于 其主触发器和从触发器仍是同步RS触发器,故它还 不属真正的边沿触发器。在CP=1期间,输入信号R、 S不允许变化。 主从SR触发器的特性方程和状态转换图与同步 SR触发器相同,且仍存在约束条件问题。 Qn+1=S+RQn RS=0约束条件
SD
0
SD 1
1
输出保持原状态: Q1 Q0
2013-8-5
输出保持原状态: Q0 Q1
阜师院数科院
(4-8)
输入RD=0, SD=0时
Q
基本触发器的功能表 RD 1 0 1 0 SD Q Q 1 保持原状态 1 0 1 0 1 0 0 1 ① 1①
Q
Q
1
1 & b
Q
& a
0
RD
SD
0
输出:全是1
0 SD 0
0 SD 0
输出变为:Q 1 Q 0
2013-8-5
Q 输出保持: 1 Q 0
(4-7)
阜师院数科院
输入RD=1, SD=1时 若原状态:Q 1
Q
保持! 若原状态:Q 0
Q
Q0
Q1
0 0
& a
1
RD
1 Q 1 & b 1
1 1
& a 1
RD
0 Q 0 & b 0 1
若D=0
Q
1
& c
RD
0 & d
结论:Qn+1 = D Q Q
若D=1
0 1 & d
Q
& c
SD RD
0 & a
1
CP 1 2013-8-5
1 & b
1 & a 0 CP 1
0
SD
& b
D 1
(4-20)
D 0 阜师院数科院
功能表
D 0 1 Q* n+1 0 1
逻辑符号
Q
Q D 0 RD D C SD 0 0 特性方程: 状态图
(4-3)
有关,即具有记忆功能。 由于G1和G2在电路中的作用 完全相同,所以习惯上将电路 画成图(b)的对称形式。并把 两个门的输出端分别用Q和Q表 示,输入端用SD和RD表示。 因为触发器在正常状态下, 其两个输出端(Q和Q)应该 是互补的,所以一般规定 Q=1,Q=0为触发器的1状态, Q=0,Q=1为触发器的0状态。
前沿处,输出交 叉反馈到F主。
CP
逻辑符号:
CP
后沿处,输出传递 到F从翻转完成。 S R Q
×× ×
Q*
Q
Q
Q
×
1R C1
1S
R
CP
S
表中 表示时钟高电平有效的 脉冲触发特性,而翻转时刻在下 2013-8-5 阜师院数科院 降沿。
0 0 1 1 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
阜师院数科院
RD
c
R
2013-8-5
d
S
CP
(4-16)
例5.3.1 已知电平触发SR触发器的输入信号波形如图5.3.3 所示,试画出Q、Q’的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。
1
0
图5.3.3 例5.3.1 的电压波形图
2013-8-5 阜师院数科院
(4-17)
2、 电平触发的D(D锁存器)
时序图
CP
J
K Q
Q
Q
CP=1时
Q
Q
& a
1
& b
1 & d
CP
RD
1 & c
R
1 SD
& a
1
& b
R
S
1 SD
RD
& c
S
CP 1
& d
S
(4-13)
0 R 触发器保持原态 阜师院数科院 2013-8-5
RS触发器的功能表
CP 0 1 1 1 1 R φ 0 0 1 1 S φ 0 1 0 1 1 0 Q
简化的功能表
SD RD 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Q 0 1 0 1 0 1 0 1
Q* 0 1 0 0 1 1 0① 0①
由或非门组成的基本RS触 发器的特性表如右: 阜师院数科院 2013-8-5
表中Q表示原来状 态,Q*表示输入信号 作用后的新态。
(4-4)
SR 锁存器可以由或非门构成,亦可以由与 非门构成,以下是与非门构成的SR锁存器。 反馈
Set CP R S Q
Q
多次翻转
2013-8-5
Reset
使输出全为1
CP撤去后 状态不定
阜师院数科院
(4-15)
二、电平 触发方式的动作特点
Q a b
Q
1. 当CP = 0 时,无论R、S 为何 种取值组合,输出端均“保 持原态”。 2.在CP=1 整个时间内,它将c门 SD 和d门打开,控制端R、S的 的变化均会影响输出,故电 平触发的触发器存在空翻问 题。 说明此类触发器抗干 扰能力低。
Q* a
c
Q* 1
Q
b
从 触 发 器
Q1
d
a’
C’
b’ d’
主 1 触 发 器
R
S
CP
不变。CP由1变0时,从触发器被打开,主触发器状态传给 从触发器,触发器状态翻转。CP=0时,主触发器被封死, 2013-8-5 阜师院数科院 触发器状态保持。
(4-23)
综合上述分析,主从触发器一个CP 只能翻转一次。
注意:当RD、SD同时由0变 为1时,翻转快的门输出变为 0,另一个不能再翻转,且哪 S D 置位端 复位端 R D 个门先翻是未知的。因此, 逻辑符号 2013-8-5 该状态为不定状态。 阜师院数科院
(4-9)
例5.2.1由与非门构成的基本RS触发器电路中,已知 RD和SD的电压波形如图所示,试画出Q和Q端对应的 电压波形。 1100 0 11 0 0 011 1 1 01
J=1,K=0时:
Q Q
Q Q
S2
Q=1时 Q* =1
F主被封 保持原态
F从
C
CP
R2
F主
0
R1
C
1
S1
0
1
2013-8-5
0
K =0阜师院数科院 CP J
=1
(4-32)
Q
J=0,K=1时: