数字电路PPT第五篇触发器

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b
0 RD 1
1 SD 1
输出变为: Q0 Q1
(5-6)
输入RD=1, SD=0时 若原状态:Q0 Q1
Q1 0
& a
0Q 1 &
b
1 RD 1
1 SD 0
输出变为: Q1 Q0
(5-7)
输入RD=1, SD=0时 若原状态: Q1 Q0
0 Q0 &
a
1Q 1 &
b
1 RD 1
0 SD 0
输出保持:Q1 Q0
CP
R
S
Q
Q
0
φ
φ
保持
1
0
0
保持
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
不确定
(5-17)
简化的功能表
R
S
0
0
0
1
1
0
1
1
Qn+1 Qn 1 0 不确定
Qn+1 ---下一状态 (一个时钟脉冲过后的状态)
Qn ---原状态
(5-18)
逻辑符号
Q
Q
RD R C S SD
(5-19)
例:画出RS触发器的输出波形 。
电子技术 数字电路部分
第五章 触发器
(5-1)
第五章 触发器
§ 5.1 概述 § 5.2 触发器的基本形式 § 5.3 触发器按逻辑功能的分类 § 5.4 触发器逻辑功能的转换 § 5.5 触发器的触发方式 § 5.6 触发器应用举例
(5-2)
§ 5.1 概述 触发器
触发器输出有两种可能的状态:0、1; 输出状态不只与现时的输入有关,还 与原来的输出状态有关; 触发器是有记忆功能的逻辑部件。 按功能分类:R-S触发器、D型触发器、 JK触发器、T型触发器等。
2. 在控制端加入负脉冲,可以使触发器状态 变化。SD端加入负脉冲,使Q = 1,SD称 为“置位”或“置 1 ”端;RD端加入负脉 冲,使 Q = 0,RD 称为“复位”或“ 清 0 ”端。
(5-13)
§ 5.3 触发器按逻辑功能的分类
为协调各触发器的动作,加时钟脉冲信号CP。按 控制信号的不同,触发器又分成以下不同种类:
(5-36)
时序图
CP Q
下降沿翻转!
(5-37)
• 小时候,老师告诉我:人的体内都有一个勤奋小人和一个 懒惰小人,当你犹豫不决时他们就会打架。 小学时勤奋小 人经常把懒惰小人打得落花流水,初中时就打成平手了, 到高中时就是懒惰小人经常获胜了。 可是到了大学以后, 我忽然发现他们不打架了,妈的,勤奋小人被打死了!!!
(5-50)
§ 5.4 触发器逻辑功能的转换 1. JK触发器转换成D触发器
Q
Q
KC J
D CP
(5-51)
2. JK触发器转换成T触发器
Q
Q
KC J
T CP
(5-52)
3. D触发器转换成T´触发器
Q
Q
DC
CP
(5-53)
§ 5.5 触发器的触发方式 触发方式?
研究翻转时刻与 时钟脉冲间的关系
表示。
(5-68)
• 考前一个月,同学的QQ签名是“事在人 为”;考前一周,该同学的签名改为“一 切随缘”;考试结束后,签名遂改为“重 在参与”。
(5-69)
5 .5.3 边沿触发方式 为了免除CP=1期间输入控制电平不许
改变的限制,可采用边沿触发方式。其特 点是:触发器只在时钟跳转时发生翻转, 而在CP=1或CP=0期间,输入端的任何变 化都不影响输出。
(5-30)
主从型T´触发器
Q
电路结构
Q
R2
反相, F主和
F从不能同时
工作
Q
R1
Q
Q
F从
C S2
CP
Q
F主
C S1
F主和F从结构 同RS触发器
CP
(5-31)
(5-32)
工作原理 F从关闭 F主打开
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
输出反 馈到F主
0
1 CP
(5-33)
工作原理
(5-66)
由于D在CP=1期间有干扰,便产生了错 误的输出(D=1,第二个CP后,Q输出端却 为0)。因此,主从触发器不允许在CP=1期 间有干扰,否则有可能产生误动作。
CP
D
Q
Q
t1 t2
(5-67)
主从型D触发器功能表
CP
D
Qn+1
0
0
1
1
逻辑符号
Q
Q
DC
主从触发方式在功能表中CP 一般用“ ”
F从打开 F主关闭
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
0
CP
输出反 馈到F从
1
0
(5-34)
由此可见,主从触发器一个CP 只能翻转一次。 翻转时刻描述:
前沿处,输 出交叉反馈 到F主。
后沿处,输出 传递到F从翻 转完成。
CP
(5-35)
逻辑符号
Q
Q
RD C SD
CP边沿 处翻转
CP负沿 处翻转
工作原理 假设Q=0
1 Q0
0 1Q
&
0
c
1
& a
0
来一个时钟翻转一次
& d
0
& b
1 1 CP
1
(5-29)
T´触发器存在的问题
1. 计数脉冲必须严密配合,正脉 冲不能太长,否则触发器将 产生空翻现象(CP=1期间, 输出状态翻转若干次)。
2. 为了解决空翻现象,可以采用 主从方式触发的触发器。
干扰
D
Q
t1 t2
t1以后的输出波形 如何变化?
(5-60)
Q
Q
Q F从 Q
R2 C S2
CP 1 Q F主 Q
R1 C S1
CP D
CP
D
Q
Q
t1 t2
第一个CP正沿到 来时,Q´翻转。
(5-61)
0Q
Q1
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
1
0
CP D
CP
D
Q
Q 第一个CP的下降沿,t1Qt2 翻转,输出反馈到F主的 输入。
c=1 、d=1 反馈到a、 b的输入, a、b输出 为0、1。
&
&
e
f
1
1
&
&
c0
d
0
1
&
&
a
b
1
1
D1 0 CP
(5-72)
0Q
CP正沿到达
& e
时c、d开启,
使c=1,d=0。 1
& c
Q翻转为1
0
& a
Q1 &
f
0
&
1
d
1
& b
1
1
D 1 CP
(5-73)
CP正沿过 后,d=0将 c封锁,并使 b=1,维持 d=0。
如果翻转发生在上升沿就叫“上升沿触 发”或“正边沿触发”。如果翻转发生在 下降沿就叫“下降沿触发”或“负边缘触 发”。下面以边缘触发的D触发器为例讲解。
(5-70)
设原态Q=0
Q
并设D=1
&
CP=0期间,
e
Q0 &
f
c 、d被锁, 1
1
输出为1。
&
&
c0
d
&
&
a
b
D1 0 CP
(5-71)
Q
Q0
Q
5.3.1 RS触发器
&
R、S为输入
c
控制端
Q
& d
直接置0 、置1
RD
& a
SD
& b
时钟信号
R
CP
S
(5-14)
CP=0时
Q
& c
Q
& d
RD
1
& a
1
SD
& b
R
CP 0
S
触发器保持原态
(5-15)
CP=1时
Q
& c
Q
& d
RD
R
& a
S
SD
& b
R
CP 1 S
(5-16)
RS触发器的功能表
若D=0
1Q & c
Q0 &
d
RD
0
& a 1
CP 1
1 SD &
b
D0
(5-23)
CP=1时,a、b门被打开,输出由D决定:
若D=1
0Q
Q1
&
&
c
d
RD
1
& a 0
CP 1
0 SD &
b
D1
(5-24)
功能表
D
Q n+1
0
0
1
1
逻辑符号
Q
Q
RD D C SD
(5-25)
例:画出D触发器的输出波形。
JK触发器 的功能
J=K=1时:
相当于T触 发器T=1
QQ
Q F从 Q
R2 C S2
CP
F主
R1 C S1
=1 K CP J =1
(5-44)
JK触发器 的功能
J=1,K=0时: 分两种情况 (Q=0,Q=1)
QQ
Q F从 Q
R2 C S2
CP 1
F主
R1 C S1
0
1
Qn=0时 Qn+1=1
=0 K CP J =1
电位触发的符号
Q
Q
Q
Q
C
C
正电位触发
负电位触发
(5-58)
5 .5.2 主从触发方式 主从触发方式的翻转过程:
CP=1期间输入端控制 信号不容许变化
前沿处,输 出交叉反馈 到F主。
CP
后沿处,输出 传递到F从翻 转完成。
(5-59)
以主从触发的D触发器为例: 假设在CP=1期间 D有一干扰
CP
因此以后 CP=1期 间D的变 化不影响 输出。
0Q
Q1
&
&
e
f
1
& c
0
& a
0 &
d
1 &
b
0 D 1 CP
(5-74)
其它情况下 的翻转,请大家自己分析。
(5-75)
边沿触发的D触发器功能表
CP
D
Q n+1
0
Qn
1
Qn
0
0
1
1
正沿触发
(5-76)
逻辑符号
Q
Q
Q
(5-8)
输入RD=1, SD=1时 若原状态:Q1 Q0
0 Q0 &
a
1 1
Q
& b
1 RD 1 0
SD 1
输出保持原状态:Q1 Q0
(5-9)
输入RD=1, SD=1时 若原状态: Q0 Q1
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
1 RD 0 1
SD 1
输出保持原状态:Q0 Q1
(5-10)
输入RD=0, SD=0时
(5-62)
0Q
Q1
Q F从 Q
R2 C S2
CP 0
Q
Q
F主
R1 C S1
1
0
CP D
CP
D
Q
Q
t1 t2
由于S1=0,t1时刻 Q´翻转为0。
(5-63)
0Q
Q1
Q F从 Q
R2 C S2
CP 0
Q
Q
F主
R1 C S1
1
0
CP D
CP
D
Q
Q
t1 t2
t2时刻Q´会再 变为1 吗?
(5-64)
输出全是1
Q1
1Q
&
&
a
b
0 RD
SD0
但当RD=SD=0同时变为1时,翻转快 的门输出变为0,另一个不得翻转。
(5-11)
基本触发器的功能表
RD
SD
Q
Q
1
1 保持原状态
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0 同时变为 1 后不确定
(5-12)
1. 基本触发器是双稳态器件,只要令 RD=SD=1,触发器即保持原态。稳态情 况下,两个输出互补。一般定义Q为触 发器的状态。
CP D Q
Q
(5-26)
• 上帝公平地给了每个人每天三个8小时,第 一个8小时大家都在工作,第二个8小时大 家都在睡觉,人与人的区别是在第三个8小 时创造出来的。
(5-27)
5.3.3 T ´和T触发器
(1)T ´触发器
Q
来一个时钟脉
冲翻转一次,
也叫计数器。
& c
& a
Q &
d &
b
CP
(5-28)
(5-54)
5 .5.1 电位触发方式
电位 触发
正电位触发 CP=1 期间翻转 负电位触发 CP=0 期间翻转
(5-55)
例如:前面讲的D触发器就是电位触发方式。
Q
Q
&
&
c
d
ຫໍສະໝຸດ BaiduRD & a
SD
& b
CP
D
(5-56)
结构简单、速度快。
只要CP存在就可以翻转,容易造成 空翻。
CP
D
Q
空翻
(5-57)
(5-3)
§ 5.2 触发器的基本形式
反馈
Q
Q 两个输出端
&
&
a
b
RD
SD
两个输入端
(5-4)
输入RD=0, SD=1时 若原状态: Q0 Q1
Q1 1
& a
0Q
0 &
b
0 RD 0
1 SD 1
输出仍保持:Q0 Q1
(5-5)
输入RD=0, SD=1时 若原状态: Q1 Q0
Q0 1
& a
1Q 0 &
0Q
Q1
Q F从 Q
CP
R2 C S2
D
CP 0
Q
Q
Q
F主
R1 C S1
Q
1
0!
t1 t2
0
由于D=1,所以F主被封。
CP
1
D
D变为1后,Q´并不翻转为1。
(5-65)
10Q
Q 01
Q F从 Q
R2 C S2
CP 0
Q
Q
F主
R1 C S1
1
0
0
1
CP D
CP
D
Q
Q
t1 t2
第二个 CP的下降沿, F从按F主的输出翻转。
(5-38)
(2)T触发器
Q
Q
T触发器与 T´触发器 无本质区 别,只是 加入了控 制端T。
T=0时CP不起 作用,T=1时 与T´相同。
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q F主 Q
R1 C S1
T
CP
(5-39)
功能表
T
Q n1
0
Qn
1
Qn
逻辑符号
Q
Q
RD T C SD
(5-40)
时序图
CP T Q
(5-47)
功能表
J
K
Q n+1
0
0
Qn
0
1
0
1
0
1
1
1
Qn
逻辑符号
Q
Q
RD K C J SD
(5-48)
时序图
CP J
K
Q 保持 T
JQ
(5-49)
• 【老鼠掉米缸】一只老鼠 掉进了一个半满米缸,这 意外使老鼠喜出望外,确 定没有危险后,它一顿猛 吃,吃完便睡。老鼠就这 样在米缸里吃了睡、睡了 吃,日子一天天过去。也 曾想过跳出米缸,但终究 未能摆脱白花花大米的诱 惑。直到有一天米缸见底 了,才发现想跳出去已无 能为力。
(5-41)
(3)JK触发器
JK触发器 有两个输 入控制端J、 K,它的功 能最完善
QQ
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q F主 Q
R1 C S1
K CP J
(5-42)
JK触发器 的功能
J=K=0时:
被封锁
Q Q 保持原态
Q F从 Q
R2 C S2
CP
F主
R1 C S1
=0 K CP J =0
(5-43)
(5-45)
JK触发器 的功能
F主被封 保持原态
0
QQ
Q F从 Q
R2 C S2
CP
F主
R1 C S1
1
0
Qn=1时 Qn+1 =1
0
=0 K CP J =1
(5-46)
JK触发器 的功能
J=0,K=1时:
同样原理:
Q
Q Qn+1=0
Q F从 Q
R2 C S2
CP
F主
R1 C S1
=1 K CP J =0
Set Reset
使输出全为1
CP
R
S
CP撤去后 状态不定
Q
Q
(5-20)
5.3.2 D触发器
Q
& c
RD
& a
CP
Q
& d
SD
& b
D 输入端
(5-21)
CP=0时,a、b门被堵塞,输出保持原态:
Q
Q 保持
&
&
c
d
RD
1
& a
1 SD &
b
CP 0
D
(5-22)
CP=1时,a、b门被打开,输出由D决定:
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