数字电子技术基础第五版 第五章PPT课件
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精品课件-数字电子技术-第5章
第5章 脉冲产生与变换电路
5.2.2 555
为置0输入端，当
R
=1时，555
R
=0时，定时器的输出OUT为0；当
R
（1） 当高触发端TH＞2 VCC，且低触发端 ＞ 1 VCC
TR
3
3
时，比较器C1输出低电平；C1输出的低电平将RS触发器置为0状
态，即Q=0，使得定时器的输出OUT为0，同时放 电管V
第5章 脉冲产生与变换电路
图5.9 题5.8图
第5章 脉冲产生与变换电路
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
第5章 脉冲产生与变换电路 知识就是力量，感谢支持！
第5章 脉冲产生与变换电路 一一一一谢谢大家！！
第5章 脉冲产生与变换电路
（2） 当低触发端 TR ＜
1 VCC，且高触发端TH＜ 3
2 VCC时，比较器C2输出低电平；C2输出的低电平将RS触发
3
器置为1状态，即Q=1，使得 1 VCC 3
的输出OUT和放电管V
＞
TR
2VCC时，定时器
3
根据以上分析，可以得出555定时器的功能表(见表
则可以构成一个单稳态触发器。具体电路及工作波形如图5.3
第5章 脉冲产生与变换电路
图5.3 555 （a） 电路图; （b） 工作波形图
第5章 脉冲产生与变换电路
555
当触发脉冲uI下降沿到来时，
TR＜
1VCC，而 3
TH=uC =0，从555定时器的功能表不难看出，输出端OUT为高电
平，电路进入暂稳态，此时放电管V截止。由于V截
（注：放电管导通时灯灭，因为输出状态是低电平；放 电管截止时灯也灭，因为是高阻状态，所以不能用电平显示
课件数字电技术基础第五版教学课件清华大学阎石王红.ppt
D Q Q*
0 0
1 1
0 1
0 1
0 0
1 1
2.特性方程 : Q* D
3.状态转换图
4.符号
。。。。
《数字电子技术基础》第五版
逻辑功能： 是 Q * 与输入及 Q 在CLK作用后稳态之间的关系 （RS, JK, D, T）
电路结构形式： 具有不同的动作特点（转换状态的动态过程） （同步，主从，边沿）
《数字电子技术基础》第五版
( 5 )有异步置1，置0端
二、动作特点 Q * 变化发生在 clk的上升沿（或下降沿） ， Q * 仅取决于上升沿到达时 输入的状态，而与此前 、后的状态无关
《数字电子技术基础》第五版
5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
5.6.1 触发器按逻辑功能的分类 时钟控制的触发器中 由于输入方式不同（单端，双端输入）、次态（ Q * ）随输 入变化的规则不同
J K CLK
Q S 主 R Q’ 从
Q Q’
《数字电子技术基础》第五版
J Q S 主 R Q’ 从 Q
K
CLK
Q’ (1)若J 1, K 0则clk 1时，
Q* 1 “主”保持 , 1 * Q 0，“主” 1
Q* 1，“主” 0 * Q 0，“主”保持 0
1. 主从 SR 触发器 ( 1 )clk 1时，“主”按 S , R翻转，“从”保持 ( 2 )clk下降沿到达时，“主” 保持， “从”根据“主”的状 态翻转 所以每个 clk周期，输出状态只可能 改变一次
0
1
1 1
1 0
0
1*
1
1 1
1*
《数字电子技术基础》第五版
2. 主从 JK触发器 为解除约束 即使出现 S R 1的情况下， Q * 也是确定的
0 0
1 1
0 1
0 1
0 0
1 1
2.特性方程 : Q* D
3.状态转换图
4.符号
。。。。
《数字电子技术基础》第五版
逻辑功能： 是 Q * 与输入及 Q 在CLK作用后稳态之间的关系 （RS, JK, D, T）
电路结构形式： 具有不同的动作特点（转换状态的动态过程） （同步，主从，边沿）
《数字电子技术基础》第五版
( 5 )有异步置1，置0端
二、动作特点 Q * 变化发生在 clk的上升沿（或下降沿） ， Q * 仅取决于上升沿到达时 输入的状态，而与此前 、后的状态无关
《数字电子技术基础》第五版
5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
5.6.1 触发器按逻辑功能的分类 时钟控制的触发器中 由于输入方式不同（单端，双端输入）、次态（ Q * ）随输 入变化的规则不同
J K CLK
Q S 主 R Q’ 从
Q Q’
《数字电子技术基础》第五版
J Q S 主 R Q’ 从 Q
K
CLK
Q’ (1)若J 1, K 0则clk 1时，
Q* 1 “主”保持 , 1 * Q 0，“主” 1
Q* 1，“主” 0 * Q 0，“主”保持 0
1. 主从 SR 触发器 ( 1 )clk 1时，“主”按 S , R翻转，“从”保持 ( 2 )clk下降沿到达时，“主” 保持， “从”根据“主”的状 态翻转 所以每个 clk周期，输出状态只可能 改变一次
0
1
1 1
1 0
0
1*
1
1 1
1*
《数字电子技术基础》第五版
2. 主从 JK触发器 为解除约束 即使出现 S R 1的情况下， Q * 也是确定的
精品课件-电子技术基础-第5章
其中，ki 的取值只能有0和1两种。二进制适用于数字电路 中，但是对于数值较大的数其缺点非常明显，就是二进制数位 数较多，造成读写不便。为了方便地表示一个很长的二进制数，
第五章 数字电路基础
4)十六进制 在十六进制数中，每一位可能有0~9、A、B、C、D、E、F十 六个数码，基数是16，低位数与相邻高位数的关系是逢十六进 一。 根据式(5.2)，任意一个十六进制数均可展开为
第五章 数字电路基础
2)或运算 或运算：决定一件事件的几个条件中，只要有一个或一个以 上的条件具备，该事件就会发生。这种因果关系被称为或逻辑， 如图5.4所示。
第五章 数字电路基础
或逻辑功能表和真值表如图5.4(b)、(c)所示，用逻辑表达 式可写为
L=A +B (5.8) 推广到多变量，其表达式为
第五章 数字电路基础
能够实现异或逻辑运算的逻辑电路称为异或门，在实际应用 中使用最多的是2输入变量的异或门。多输入变量的异或运算 都是由2输入变量的异或门导出的，其运算规律可以写为：奇 数个1输入，异或运算输出1；否则输出0。
5)同或运算 异或运算后进行取非运算，则称为同或运算。2输入变量的 同或运算逻辑关系是：当两个输入变量取值相同时，输出为1; 当两个输入变量取值不同时，输出为0。 同或运算的逻辑表达式可以写为
第五章 数字电路基础
与非运算的逻辑表达式为
2)或非运算 或运算后再进行非运算，即或运算和非运算组成的复合运算 称为或非运算。或非门具有两个或两个以上的输入端和一个输 出端。2输入端或非门逻辑符号如图5.9(a)、(b)所示。图 5.9(c)为或非门真值表，从表中可以看出A 、B 全为1时输出 才为0，总结为：有1必0，全0才1。
第五章 数字电路基础 或非运算的逻辑表达式为
第五章 数字电路基础
4)十六进制 在十六进制数中，每一位可能有0~9、A、B、C、D、E、F十 六个数码，基数是16，低位数与相邻高位数的关系是逢十六进 一。 根据式(5.2)，任意一个十六进制数均可展开为
第五章 数字电路基础
2)或运算 或运算：决定一件事件的几个条件中，只要有一个或一个以 上的条件具备，该事件就会发生。这种因果关系被称为或逻辑， 如图5.4所示。
第五章 数字电路基础
或逻辑功能表和真值表如图5.4(b)、(c)所示，用逻辑表达 式可写为
L=A +B (5.8) 推广到多变量，其表达式为
第五章 数字电路基础
能够实现异或逻辑运算的逻辑电路称为异或门，在实际应用 中使用最多的是2输入变量的异或门。多输入变量的异或运算 都是由2输入变量的异或门导出的，其运算规律可以写为：奇 数个1输入，异或运算输出1；否则输出0。
5)同或运算 异或运算后进行取非运算，则称为同或运算。2输入变量的 同或运算逻辑关系是：当两个输入变量取值相同时，输出为1; 当两个输入变量取值不同时，输出为0。 同或运算的逻辑表达式可以写为
第五章 数字电路基础
与非运算的逻辑表达式为
2)或非运算 或运算后再进行非运算，即或运算和非运算组成的复合运算 称为或非运算。或非门具有两个或两个以上的输入端和一个输 出端。2输入端或非门逻辑符号如图5.9(a)、(b)所示。图 5.9(c)为或非门真值表，从表中可以看出A 、B 全为1时输出 才为0，总结为：有1必0，全0才1。
第五章 数字电路基础 或非运算的逻辑表达式为
《电子技术基础(第五版)》电子课件第五章
+5V
R
0 A 1
V2 1 0B
Y 0 1
二极管“与”门电路
与门的逻辑功能：“全1出1，有0出0”
第五章
门电路及组合逻辑电路
二、 “ 或”门电路
1、“或”逻辑关系： 决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个以 上具备时，事件就会发生的逻辑关系。 真值表 A 0 B 0 Y 0 开关A
0
1
1 0 1
R
V1
0 1 A V2 Y 01
UCC
-5V
二极管“或”门电路
或门的逻辑功能：“全0出0，有1出1”
第五章
门电路及组合逻辑电路
三、“非”门电路
1、“非”逻辑关系
真值表 只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备， 事件一定发生的逻辑关系。 R
A
0
Y
1
电源
开关A
灯Y
1
0
非逻辑关系 逻 辑 符 号
逻辑函数式
输入信号VI
输出信号V0
t t pd
通常tPLH ＞tPHL ，tpd 越小，电 PLH PHL 路的开关速度越高。 一般tpd = 10ns～40ns
t 2
第五章
门电路及组合逻辑电路
U CC 4A 14 13
4B 12
4Y
11
3A 10
3B 9
3Y 8
74LS00
1 1A
2
1B
3 1Y
4
YA
A
1 非门
Y
第五章
门电路及组合逻辑电路
2、三极管“非”门电 路
非门电路：实现非逻辑关系的电路
+UCC +5V
（1 ）A 为0 时
R
0 A 1
V2 1 0B
Y 0 1
二极管“与”门电路
与门的逻辑功能：“全1出1，有0出0”
第五章
门电路及组合逻辑电路
二、 “ 或”门电路
1、“或”逻辑关系： 决定一事件结果的诸条件中，只要有一个或一个以 上具备时，事件就会发生的逻辑关系。 真值表 A 0 B 0 Y 0 开关A
0
1
1 0 1
R
V1
0 1 A V2 Y 01
UCC
-5V
二极管“或”门电路
或门的逻辑功能：“全0出0，有1出1”
第五章
门电路及组合逻辑电路
三、“非”门电路
1、“非”逻辑关系
真值表 只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备， 事件一定发生的逻辑关系。 R
A
0
Y
1
电源
开关A
灯Y
1
0
非逻辑关系 逻 辑 符 号
逻辑函数式
输入信号VI
输出信号V0
t t pd
通常tPLH ＞tPHL ，tpd 越小，电 PLH PHL 路的开关速度越高。 一般tpd = 10ns～40ns
t 2
第五章
门电路及组合逻辑电路
U CC 4A 14 13
4B 12
4Y
11
3A 10
3B 9
3Y 8
74LS00
1 1A
2
1B
3 1Y
4
YA
A
1 非门
Y
第五章
门电路及组合逻辑电路
2、三极管“非”门电 路
非门电路：实现非逻辑关系的电路
+UCC +5V
（1 ）A 为0 时
数字电子技术基础5
由 D 触发器构成。 D0=DI，D1=Q0，D2=Q1，D3= Q2。 在 CP 上升沿作用下，串行输入数据 DI 逐步被移入 FF0 中；同时，数据逐步被右移。
时序逻辑电路
2. 维持阻塞D触发器构成的右移移位寄存器
存储器前一级的输出端Q依次接到下一级的数据输入端D，仅由第一 个FF0的输入端D0接收外来的输入代码，D0为串行输入端，Q3~Q0为并行 输出端，Q3为串行输出端。
必须画出一个计 数周期的波形
3 4 56 7
七进制计数器
时序逻辑电路
5.3 寄存器和移位寄存器
寄存器的功能是存储二进制代码，它由具有存储功 能的触发器构成。因为一个触发器只有0和1两个状态， 只能存储1位二值代码，所以N个触发器构成的寄存器能 存储N位二值代码。
寄存器还应有执行数据接收的控制电路，控制电路 一般是由门电路构成的。
D0。被置 0由。D寄触存发器器工构作成时，，因C此R 能应锁为存高输电入平数。据。
在 CR = 1 且CP上升沿未到达时，各触发器的状态不
变，即寄存的下数面码请保看持不置变数。演示
时序逻辑电路
一、由RS触发器构成的寄存器
并行输入、并行输出方式
时序逻辑电路
二、由D触发器构成的寄存器
并行输入、并行输出方式
Qn1 1
J
Qn
KQn
中去,可得到状态方程:
Qn+1 1
=
Q2nQ3n
Q1n
Qn+1 2
Qn+1 3
= Q1n Q2n + Q1n Q3nQ2n
= Q1nQ2n Q3n + Q2nQ3n
（3）输出方程 Y = Q2nQ3n
2、列状态转换表
《数字电子技术》课件第5章
如已知CP、D端波形，则D触发器状态波形如图 5 - 14(c)所示。
图 5-14 D触发器状态表、状态图、波形图 (a) 状态表； (b) 状态图； (c) 波形图
5.2.4 T触发器
从上述触发器的功能可看出， 当输入条件决定的新状 态与原状态一致时， CP信号到来时， 触发器状态保持不变。 而在实际中常常要求每来一个CP信号， 触发器必须翻转一 次， 即原态是“0”则翻为“1”, 原态为“1”则翻为“0”。 这种触发器称为T触发器。
图 5 – 1 时序电路框图
时序电路就是通过记忆元件的不同状态，来记忆以
前的状态。设时间t时刻记忆元件的状态输出
为 Q1n(t),Q2n(t),Qln(t) ， 称为时序电路的现态。那么，
在该时刻的输入
x及n (现t) 态 Q的ln(共t) 同作用下，组合
电路将产生输出函数 及Fr控(t)制函数
在异步时序电路中，记忆元件的状态变化不是同时 发生的。这种电路中没有统一的时钟脉冲。任何输入信 号的变化都可能立刻引起异步时序电路状态的变化。
时序电路按输出变量的依从关系来分，又可分为米里 (Mealy)型和莫尔(Moore)型两类。米里型电路的输出是输 入变量及现态的函数，即
F(t) f [x(t),Qn(t)]
为了保证触发器每来一个CP必须翻一次， 在电路上应 加反馈线， 记住原来的状态， 并且导致必翻。 在RS触发 器基础上得到的T触发器为对称型， 它加了反馈线a、 b， 由Q 、接至R、 S端。 由D触发器得到的T触发器为非对称 型， 它加了反馈线a， 由 Q 端接至D端。 如图 5－15 所 示。
图 5 – 15 T触发器 (a) 对称型； (b) 非对称型
图 5 – 5 求例 4 的逻辑表达式 (a) 求Qn+1; (b) 求F
图 5-14 D触发器状态表、状态图、波形图 (a) 状态表； (b) 状态图； (c) 波形图
5.2.4 T触发器
从上述触发器的功能可看出， 当输入条件决定的新状 态与原状态一致时， CP信号到来时， 触发器状态保持不变。 而在实际中常常要求每来一个CP信号， 触发器必须翻转一 次， 即原态是“0”则翻为“1”, 原态为“1”则翻为“0”。 这种触发器称为T触发器。
图 5 – 1 时序电路框图
时序电路就是通过记忆元件的不同状态，来记忆以
前的状态。设时间t时刻记忆元件的状态输出
为 Q1n(t),Q2n(t),Qln(t) ， 称为时序电路的现态。那么，
在该时刻的输入
x及n (现t) 态 Q的ln(共t) 同作用下，组合
电路将产生输出函数 及Fr控(t)制函数
在异步时序电路中，记忆元件的状态变化不是同时 发生的。这种电路中没有统一的时钟脉冲。任何输入信 号的变化都可能立刻引起异步时序电路状态的变化。
时序电路按输出变量的依从关系来分，又可分为米里 (Mealy)型和莫尔(Moore)型两类。米里型电路的输出是输 入变量及现态的函数，即
F(t) f [x(t),Qn(t)]
为了保证触发器每来一个CP必须翻一次， 在电路上应 加反馈线， 记住原来的状态， 并且导致必翻。 在RS触发 器基础上得到的T触发器为对称型， 它加了反馈线a、 b， 由Q 、接至R、 S端。 由D触发器得到的T触发器为非对称 型， 它加了反馈线a， 由 Q 端接至D端。 如图 5－15 所 示。
图 5 – 15 T触发器 (a) 对称型； (b) 非对称型
图 5 – 5 求例 4 的逻辑表达式 (a) 求Qn+1; (b) 求F
数字电子技术基础第五版
(1000 1111 1010 1100 0110 )2
《数字电子技术基础》第五版
五、八进制数与二进制数的转换
例：将(011110.010111)2化为八进制
(011 110. 010 111 )2
(3 6 . 2 7)8
例：将(52.43)8化为二进制
(5
2 . 4
3)8
(101 010 . 100 011 )2
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》（第五版）教学课件
清华大学 阎石 王红
联系地址：清华大学 自动化系 邮政编码：100084 电子信箱：wang_hong@ 联系电话：(010)62792973
《数字电子技术基础》第五版
第一章
数制和码制
《数字电子技术基础》第五版
1 2 3 4 7
k n 2 n1 k n1 2 n 2 k1 2( k n 2 n 2 k n1 2 n3 k 2 ) k1
0
故 (173)10 (10101101 )2
5 6
《数字电子技术基础》第五版
二、十－二转换
1 2 m ( S ) k 2 k 2 k 2 10 1 2 m 小数部分: 左右同乘以 2
1.1 概述 数字量和模拟量
• 数字量：变化在时间上和数量上都是不连 续的。（存在一个最小数量单位△） • 模拟量：数字量以外的物理量。 • 数字电路和模拟电路：工作信号，研究的 对象，分析/设计方法以及所用的数学工具 都有显著的不同
《数字电子技术基础》第五版
数字量和模拟量
• 电流值来表示信息
《数字电子技术基础》第五版
1.4二进制数运算
1.4.2 反码、补码和补码运算
《数字电子技术基础》(第五版)教学课件
与（AND）
或（OR）
非（NOT）
以A=1表示开关A合上，A=0表示开关A断开； 以Y=1表示灯亮，Y=0表示灯不亮； 三种电路的因果关系不同：
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
与
❖ 条件同时具备，结果发生 ❖ Y=A AND B = A&B=A·B=AB
AB Y 0 00 0 10 1 00 1 11
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
或
❖ 条件之一具备，结果发生 ❖ Y= A OR B = A+B
AB 00 01 10 11
Y 0 1 1 1
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
非
❖ 条件不具备，结果发生
❖ YANOT A
A
Y
0
1
1
0
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
几种常用的复合逻辑运算
公式（17）的证明（真值表法）：
ABC BC 000 0 001 0 010 0 011 1 100 0 101 0 110 0 111 1
A+BC 0 0 0 1 1 1 1 1
A+B A+C （A+B）(A+C)
0
0
0
0
1
0
1
00
1
1
1
1
1
1
1
11
1
1
1
1
1
1
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
ACBCADBCD
《数字电子技术基础》（第五版） 教学课件
2.5 逻辑函数及其表示方法
❖ 2.5.1 逻辑函数 ❖ Y=F(A,B,C,······)
精品课件-数字电子技术-第5章
第5章 时序逻辑电路
2) 输出方程表达了电路的外部输出与触发器现态及外部输入 之间的逻辑关系。需要特别注意的是输出Z与触发器的现态Ｑn 有关，而不是与次态Ｑn+1 3) 将1) 中得到的驱动方程代入触发器的特性方程中，得出 每个触发器的状态方程。状态方程实际上是依据触发器的不同 连接，具体化了的触发器的特性方程，它反映了触发器次态与 现态及外部输入之间的逻辑关系。
(1) ① 驱动方程:
T0=1 T1=Q0 T2=Q1Q0 ② 输出方程:
Z=Qn2Qn1Qn0
第5章 时序逻辑电路
③ 求状态方程。将驱动方程带入T
Qn1 T Qn
Q n1 0
T0
Q0n
Q0n
Q n1 1
T1
Q1n
Q0n
Q1n
Q1n Q0n
Q1nQ0n
Q n1 2
T2
Q2n
(Q0nQ1n ) Q2n
第5章 时序逻辑电路
表5-3 例5.1的状态转换表
第5章 时序逻辑电路
② 状态转换图。 由状态转换真值表可以画出状态转换图如图5-5(b)所示。 本例中，三个触发器共有八个状态000，001，…，111。本例 是Moore型电路， 按说输出Z应该画在状态框内，这里采用了 Mealy型电路的画法。但由于没有外部输入，所以X/Z斜线上
仅取决于该时刻电路的输入状态，而且与电路原来的状态有关。 简而言之， 电路的输出状态与时间顺序有关，因此称为时序 逻辑电路。时序逻辑电路具有“记忆”性， 意指必需具有 “记忆”功能的器件来记住电路过去的状态，并与输入信号一 起共同决定电路的输出。
时序逻辑电路的一般结构框图如图5-1所示。
第5章 时序逻辑电路
第5章 时序逻辑电路
数字电子技术基础第5章锁存器与触发器PPT课件
按结构分类
分立元件触发器和集成触发器。
按工作方式分类
边沿触发器和电平触发器。
触发器的工作原理
触发器在输入信号的作用下，通过内部逻辑门电路的开关特性，实现状态的翻转。
触发器的状态翻转通常发生在时钟脉冲的边沿，此时触发器的输出状态将根据输入 信号和内部状态而改变。
触发器具有置位、复位和保持三种基本功能，这些功能可以通过组合不同的逻辑门 电路来实现。
存储器
触发器还可以用于构建更复杂的存储器，如静态随机存取存储器（SRAM）等。在这些存储器中，触发器 用于存储二进制数据，并在需要时提供数据输出。
两者结合的应用实例
• 数字系统：在数字系统中，锁存器和触发器经常结合使用。 例如，在微处理器或数字信号处理系统中，锁存器和触发器 用于实现数据的存储、传输和控制。这些系统中的锁存器和 触发器通常以大规模集成（LSI）或超大规模集成（VLSI） 的形式存在。
VS
中规模集成电路
在中规模集成电路中，我们将学习一些常 见的数字集成电路，例如译码器、编码器 和比较器等。这些集成电路在数字系统中 有着广泛的应用，例如在计算机、通信和 控制系统等。我们将学习这些集成电路的 工作原理、特性和应用。
THANKS
感谢观看
04
锁存器与触发器的比较
工作原理比较
锁存器
在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。当控制信号处于高电平时 ，数据被写入锁存器；当控制信号处 于低电平时，数据保持不变。
触发器
具有记忆功能的基本逻辑单元，能够 在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。在时钟脉冲的上升沿或下 降沿时刻，数据被写入触发器。
锁存器和触发器在数字电路中有着广 泛的应用，例如在寄存器、计数器和 时序逻辑电路中。在本章中，我们学 习了这些应用的具体实现和原理。
分立元件触发器和集成触发器。
按工作方式分类
边沿触发器和电平触发器。
触发器的工作原理
触发器在输入信号的作用下，通过内部逻辑门电路的开关特性，实现状态的翻转。
触发器的状态翻转通常发生在时钟脉冲的边沿，此时触发器的输出状态将根据输入 信号和内部状态而改变。
触发器具有置位、复位和保持三种基本功能，这些功能可以通过组合不同的逻辑门 电路来实现。
存储器
触发器还可以用于构建更复杂的存储器，如静态随机存取存储器（SRAM）等。在这些存储器中，触发器 用于存储二进制数据，并在需要时提供数据输出。
两者结合的应用实例
• 数字系统：在数字系统中，锁存器和触发器经常结合使用。 例如，在微处理器或数字信号处理系统中，锁存器和触发器 用于实现数据的存储、传输和控制。这些系统中的锁存器和 触发器通常以大规模集成（LSI）或超大规模集成（VLSI） 的形式存在。
VS
中规模集成电路
在中规模集成电路中，我们将学习一些常 见的数字集成电路，例如译码器、编码器 和比较器等。这些集成电路在数字系统中 有着广泛的应用，例如在计算机、通信和 控制系统等。我们将学习这些集成电路的 工作原理、特性和应用。
THANKS
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04
锁存器与触发器的比较
工作原理比较
锁存器
在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。当控制信号处于高电平时 ，数据被写入锁存器；当控制信号处 于低电平时，数据保持不变。
触发器
具有记忆功能的基本逻辑单元，能够 在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。在时钟脉冲的上升沿或下 降沿时刻，数据被写入触发器。
锁存器和触发器在数字电路中有着广 泛的应用，例如在寄存器、计数器和 时序逻辑电路中。在本章中，我们学 习了这些应用的具体实现和原理。
数字电子技术基础第五章-触发器
CLS KRQQ*
0X X 0 0 0X X 1 1 10 0 0 0 10 0 1 1 10 1 0 0 10 1 1 0 11 0 0 1 11 0 1 1 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
《数字电子技术基础》第五版
5.3 电平触发的触发器
一、基本SR触发器的电路结构与工作原理
CLS KRQQ*
主从JK电路结构与工作原理
在CLK高电平期间，主触发器只翻转一次
工作原理
《数字电子技术基础》第五版
CLJKKQQ* X X X X Q*
0 00 0 0 01 1 0 10 0 0 11 0 1 00 1 1 01 1 1 10 1 1 11 0
工作原理
《数字电子技术基础》第五版
CLJKKQQ* X X XX Q
《数字电子技术基础》第五版
第五章 触发器
5.1 概述
Flip-flop
一、触发器
能够存储一位二值信息的基本电路单元。
二、触发器特点： 1.保持 2.更新
《数字电子技术基础》第五版
三、触发器分类：
按逻辑功能分：SR触发器、D触发器、 JK触发器、T触发器。
按触发方式分：电平触发方式、脉冲触发方式 及边沿触发方式。
0 00 0 0 01 1 0 10 0 0 11 0 1 00 1 1 01 1 1 10 1 1 11 0
工作原理
《数字电子技术基础》第五版
CLJKKQQ* X X XX Q
0 00 0 0 01 1 0 10 0 0 11 0 1 00 1 1 01 1 1 10 1 1 11 0
工作原理
工作原理
《数字电子术基础》第五版
CLS KRQQ*
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。
数字电子技术基础阎石主编第五版第五章 ppt课件
53
第五章
D
D Q Q1
CP
CP D
Q1
数字电子技术基础阎石主编第五版
54
第五章
D
D Q Q2
CP
CP D Q2
数字电子技术基础阎石主编第五版
55
第五章
5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
一、触发器按逻辑功能的分类
按 逻
SR触发器
辑
功
JK触发器
能
可
D触发器
分
为
T和T'触发器
数字电子技术基础阎石主编第五版
21
第五章
例5.2.1
11
11
00 11
00 11
0
00
0
11
11
00
00
11 111 1
0
0
数字电子技术基础阎石主编第五版
22
第五章
二、电平触发的触发器 （同步触发器）
1.电平触发SR触发器
数字电子技术基础阎石主编第五版
23
第五章
同步SR触发器的特性表
特性方程：
Q* S RQ SR 0
特性 方程
Q* S RQ
SR 0
数字电子技术基础阎C石L主K编下第五降版 沿到来时有效
31
第五章
例5.4.1
Q* S RQ SR 0
数字电子技术基础阎石主编第五版
32
第五章
2.主从JK触发器
Q* S RQ
SJQ RKQ JQ (KQ)Q
JQ K Q 主从JK触发器没有数字约电子束技术。基础阎石主编第C五L版K下降沿时有效 33
步置位、复位端的数作字电用子技。术基础阎石主编第五版
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具有记忆功能
1 0
1.电路结构：
0
将两个或非门连
接在一起，形成
反馈，从而具有
记忆功能
1
1
0
1
0
vI1消失后，
v01还保持
原状态
10
0 01
原态（初态）
新态（次态）
10 01 0
2.工作原理:
两个或非门接成反馈，两个输入端用来置0或1.
定义：Q1,Q 0为锁存器的“1”状态;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SD RD Q Q*
0 000 0 01 1 1 001
第五章 触发器
5.1 概述
一、触发器用于记忆（存储）1位二进制信号 1. 有两个能自行保持的状态1和0; 2. 根据输入信号可以置成0或1.
二、触发器的分类 1. 按触发方式（电平，脉冲，边沿） 2. 按逻辑功能（SR, JK, D, T）
5.2 SR锁存器 (Set-Reset Latch)
一、电路结构与工作原理 单个的或非门不
1 .主 从 S R 触 发 器 ( 1 ) C L K 1 时 ， “ 主 ” 按 S ,R 翻 转 ， “ 从 ” 保 持 不 变 ;
(2)C LK 下 降 沿 到 达 时 ， “ 主 ” 保 持 不 变 . “ 从 ” 根 据 “ 主 ” 的 状 态 翻 转 ,所 以 在 每 个 C LK 周 期 ， 触 发 器 的 状 态 只 可 能 改 变 一 次 .
二、动作特点 在CLK=1的全部时间里， S和R
的变化都将引起输出状态的变化。
电平触发SR触 发器的特性表
CLKS R Q Q*
0 XX0 0 0 XX1 1 1 0 00 0 1 0 01 1 1 1 00 1 1 1 01 1 1 0 10 0 1 0 11 0 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
0
根据SR触发器特 性表,来判断主触 发器和从触发器
的翻转状态
由此得到主 从SR触发器
特性表
0 SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 X X 00 0 X X 11 1 0 0 00 1 0 0 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
0
0
1
1
0
1
0
1
1
主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
Q0,Q 1为锁存器的“0”状态.
1 01 1
称RD为置0输入端，SD为置1输入端. 3 .根 据 工 作 原 理 得 到 真 值 表
0 1 00 0 110
4.对输入的约束条件：
1 1 0 0①
S D 和 R D 的 “ 1 ” 信 号 同 时 消 失 后 ， Q * 不 确 定 , 1
所 以 正 常 工 作 下 ， 应 遵 循 S D R D 0 的 约 束 条 件 。
在 C L K 1 期 间 ， Q 和 Q 可 以 随 S 、 R 的 变 化 而 多 次 翻 转
带异步置位、复位端的电平触
发SR触发器。在CLK=0时，
由
S
D
,
进RD 行预置
D触发器
C L KD QQ *
0
X
00
0
X
11
1
0
00
1
0
10
1
1
01
1
1
11
SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 XX 0 XX
00 11
100 100 101 101 110 110 111 111
00 11 00 10 01 11 0 1* 1 1*
D触发器 特性表
作业：P248 5.3，5.4，5.5， 5.6*
5.4 脉冲触发的触发器
一、电路结构与工作原理
为了提高可靠性，要求在每 个CLK周期内，触发器的输
出状态只改变1次
电平触发SR触 发器的特性表
CLKS R Q Q*
0XX 0 0 0XX 1 1 1 0 00 0 1 0 01 1 1 1 00 1 1 1 01 1 10 10 0 10 11 0 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
输 入 控 制 门 基 本 S R 触 发 器 只 有 触 发 信 号 C L K 到 达 时 ， S 和 R 才 起 作 用 。
1 1 0①
二、动作特点
在任何时刻，输入S、R都能直接改变输出Q的状态。
否则, Q , Q 忽0, 忽1,不稳定.
例：用与非门组成的SR锁存器
用与非门组成的 SR锁存器的特性表
约束条件: SDRD 0,或 S D RD 1
SD RD Q Q* 1 1 00 1 111 0 1 01 0 1 11 1 000 1 010 0 0 0 1① 0 0 1 1①
S D 和 R D 同 时 为 0 Q ,Q 同 时 为 1 。
5.3 电平触发的触发器
一、电路结构与工作原理
输入控制门
基本SR 触发器
用与非门组成的 SR锁存器的特性表
SD RD Q Q*
1 1 00 11 11 01 01 01 1 1 1 000 101 0 0 0 0 1① 0 0 1 1①
1
0
0
0
0
0
1
1
主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
1
根据SR触发器特 性表,来判断主触 发器和从触发器
的翻转状态
由此得到主 从SR触发器
特性表
1 SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 X X 00 0 X X 11 1 0 0 00 1 0 0 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
1
1
0
11
0
1
0
主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
根据SR触发器特 性表,来判断主触 发器和从触发器
的翻转状态
由此得到主 从SR触发器
特性表
SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 X X 00 0 X X 11 1 0 0 00 1 0 0 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
1 0
1.电路结构：
0
将两个或非门连
接在一起，形成
反馈，从而具有
记忆功能
1
1
0
1
0
vI1消失后，
v01还保持
原状态
10
0 01
原态（初态）
新态（次态）
10 01 0
2.工作原理:
两个或非门接成反馈，两个输入端用来置0或1.
定义：Q1,Q 0为锁存器的“1”状态;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SD RD Q Q*
0 000 0 01 1 1 001
第五章 触发器
5.1 概述
一、触发器用于记忆（存储）1位二进制信号 1. 有两个能自行保持的状态1和0; 2. 根据输入信号可以置成0或1.
二、触发器的分类 1. 按触发方式（电平，脉冲，边沿） 2. 按逻辑功能（SR, JK, D, T）
5.2 SR锁存器 (Set-Reset Latch)
一、电路结构与工作原理 单个的或非门不
1 .主 从 S R 触 发 器 ( 1 ) C L K 1 时 ， “ 主 ” 按 S ,R 翻 转 ， “ 从 ” 保 持 不 变 ;
(2)C LK 下 降 沿 到 达 时 ， “ 主 ” 保 持 不 变 . “ 从 ” 根 据 “ 主 ” 的 状 态 翻 转 ,所 以 在 每 个 C LK 周 期 ， 触 发 器 的 状 态 只 可 能 改 变 一 次 .
二、动作特点 在CLK=1的全部时间里， S和R
的变化都将引起输出状态的变化。
电平触发SR触 发器的特性表
CLKS R Q Q*
0 XX0 0 0 XX1 1 1 0 00 0 1 0 01 1 1 1 00 1 1 1 01 1 1 0 10 0 1 0 11 0 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
0
根据SR触发器特 性表,来判断主触 发器和从触发器
的翻转状态
由此得到主 从SR触发器
特性表
0 SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 X X 00 0 X X 11 1 0 0 00 1 0 0 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
0
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主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
Q0,Q 1为锁存器的“0”状态.
1 01 1
称RD为置0输入端，SD为置1输入端. 3 .根 据 工 作 原 理 得 到 真 值 表
0 1 00 0 110
4.对输入的约束条件：
1 1 0 0①
S D 和 R D 的 “ 1 ” 信 号 同 时 消 失 后 ， Q * 不 确 定 , 1
所 以 正 常 工 作 下 ， 应 遵 循 S D R D 0 的 约 束 条 件 。
在 C L K 1 期 间 ， Q 和 Q 可 以 随 S 、 R 的 变 化 而 多 次 翻 转
带异步置位、复位端的电平触
发SR触发器。在CLK=0时，
由
S
D
,
进RD 行预置
D触发器
C L KD QQ *
0
X
00
0
X
11
1
0
00
1
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10
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01
1
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SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 XX 0 XX
00 11
100 100 101 101 110 110 111 111
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D触发器 特性表
作业：P248 5.3，5.4，5.5， 5.6*
5.4 脉冲触发的触发器
一、电路结构与工作原理
为了提高可靠性，要求在每 个CLK周期内，触发器的输
出状态只改变1次
电平触发SR触 发器的特性表
CLKS R Q Q*
0XX 0 0 0XX 1 1 1 0 00 0 1 0 01 1 1 1 00 1 1 1 01 1 10 10 0 10 11 0 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
输 入 控 制 门 基 本 S R 触 发 器 只 有 触 发 信 号 C L K 到 达 时 ， S 和 R 才 起 作 用 。
1 1 0①
二、动作特点
在任何时刻，输入S、R都能直接改变输出Q的状态。
否则, Q , Q 忽0, 忽1,不稳定.
例：用与非门组成的SR锁存器
用与非门组成的 SR锁存器的特性表
约束条件: SDRD 0,或 S D RD 1
SD RD Q Q* 1 1 00 1 111 0 1 01 0 1 11 1 000 1 010 0 0 0 1① 0 0 1 1①
S D 和 R D 同 时 为 0 Q ,Q 同 时 为 1 。
5.3 电平触发的触发器
一、电路结构与工作原理
输入控制门
基本SR 触发器
用与非门组成的 SR锁存器的特性表
SD RD Q Q*
1 1 00 11 11 01 01 01 1 1 1 000 101 0 0 0 0 1① 0 0 1 1①
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主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
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1
根据SR触发器特 性表,来判断主触 发器和从触发器
的翻转状态
由此得到主 从SR触发器
特性表
1 SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 X X 00 0 X X 11 1 0 0 00 1 0 0 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*
1
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主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
主从SR触发器特性表
CLS KRQQ*
X X XX Q 0 00 0 0 01 1 1 00 1 1 01 1 0 100 0 11 0 1 1 0 1* 1 1 1 1*
根据SR触发器特 性表,来判断主触 发器和从触发器
的翻转状态
由此得到主 从SR触发器
特性表
SR触发器特性表
CLS KRQQ*
0 X X 00 0 X X 11 1 0 0 00 1 0 0 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 0 1 00 1 0 1 10 1 1 1 0 1* 1 1 1 1 1*