觸發(fā)器 -New課件

1、概述概述3.4 3.4 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器(integrated (integrated Flip - FlopFlip - Flop) ) 觸發(fā)器的基本形式觸發(fā)器的基本形式 無空翻觸發(fā)器無空翻觸發(fā)器 觸發(fā)器的應(yīng)用觸發(fā)器的應(yīng)用本章小結(jié)本章小結(jié)主要要求：主要要求：了解觸發(fā)器的基本特性和作用。了解觸發(fā)器的基本特性和作用。了解觸發(fā)器的類型和邏輯功能的描述方法。了解觸發(fā)器的類型和邏輯功能的描述方法。3.4.1 概述概述一、觸發(fā)器的基本特性和作用一、觸發(fā)器的基本特性和作用 Flip - Flop，簡(jiǎn)寫為，簡(jiǎn)寫為 FF，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。基本特性基本特性 (1)有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)(簡(jiǎn)稱穩(wěn)

2、態(tài))，正好用來表示邏輯 0 和 1。(2)在輸入信號(hào)作用下，觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換 (稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn))。輸入信號(hào)消失后，新狀態(tài)可長(zhǎng)期 保持下來，因此具有記憶功能，可存儲(chǔ)二進(jìn)制信息。 一個(gè)觸發(fā)器可存儲(chǔ)一個(gè)觸發(fā)器可存儲(chǔ) 1 位二進(jìn)制數(shù)碼位二進(jìn)制數(shù)碼觸發(fā)器的作用觸發(fā)器的作用觸發(fā)器有記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時(shí)刻的輸出不僅取決于該時(shí)刻的輸入，還與電路原來狀態(tài)有關(guān)。而門電路無記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時(shí)刻的輸出完全取決于該時(shí)刻的輸入，與電路原來狀態(tài)無關(guān)；觸發(fā)器和門電路是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元。二、觸發(fā)器的類型二、觸發(fā)器的類型 根據(jù)邏輯功能不同分為根據(jù)邏輯功能不同分為 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 D

3、觸發(fā)器觸發(fā)器 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 根據(jù)觸發(fā)方式不同分為根據(jù)觸發(fā)方式不同分為 電平觸發(fā)器電平觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為 基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 三、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法三、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法 主要有特性表、特性方程、驅(qū)動(dòng)表主要有特性表、特性方程、驅(qū)動(dòng)表 ( (又稱激勵(lì)表又稱激勵(lì)表) )、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖 ( (又稱時(shí)序圖又稱時(shí)序圖) )等。等。主要要求：主要要求：掌握與非門結(jié)構(gòu)基本 RS 觸發(fā)

4、器的電路、邏輯功能和工作特點(diǎn)。 了解同步觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)和存在問題。 3.4.2 觸發(fā)器的基本形式觸發(fā)器的基本形式 掌握觸發(fā)器的 0 態(tài)、1 態(tài)、置 0、置 1、觸發(fā)方式、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)和空翻等概念。了解觸發(fā)器邏輯功能的描述方法。 掌握 RS 觸發(fā)器、D 觸發(fā)器、JK 觸發(fā)器的邏輯功能及其特性方程。 一、基本一、基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 ( (一一) )由與非門組成的基本由與非門組成的基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)QQSDRDG1G2QQSDRDSRSDRDQQQ = 1，Q = 0 時(shí)，稱為觸發(fā)器的時(shí)，稱為觸發(fā)器的 1 狀態(tài)，記為狀態(tài)，記為 Q = 1

5、；Q = 0，Q = 1 時(shí)，稱為觸發(fā)器的時(shí)，稱為觸發(fā)器的 0 狀態(tài)，記為狀態(tài)，記為 Q = 0。 RDSD置置0端，也端，也稱復(fù)位端。稱復(fù)位端。 R 即即 Reset 置置1端，也端，也稱置位端。稱置位端。 S 即即 Set Basic Flip - Flop 信號(hào)輸入端信號(hào)輸入端互補(bǔ)輸出端，互補(bǔ)輸出端，正常工作時(shí)，正常工作時(shí)，它們的輸出它們的輸出狀態(tài)相反。狀態(tài)相反。 低電平有效低電平有效 工作原理工作原理QQSDRDG1G211011000SDRD 功功 能能 說說 明明輸輸 入入QQ輸輸 出出2. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 0111 10觸發(fā)器被置觸發(fā)器被置 0 觸發(fā)器置觸發(fā)

6、器置 0102. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 QQSDRDG1G211011000SDRD功功 能能 說說 明明輸輸 入入QQ輸輸 出出1001 11觸發(fā)器被置觸發(fā)器被置 1 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 010 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 1012. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯功能 QQSDRDG1G211011000SDRD 功功 能能 說說 明明輸輸 入入QQ輸輸 出出11 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 010 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 101 觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變不不 變變&G1 門輸出門輸出QSQ DQQ 1G2 門輸出門輸出QRQ DQQ 12. 工作原理及邏輯功能工作原理及邏輯

7、功能 QQSDRDG1G2 輸出狀態(tài)輸出狀態(tài)不定不定( (禁用禁用) )不不 定定11011000SDRD功功 能能 說說 明明輸輸 入入QQ輸輸 出出 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 010 觸發(fā)器置觸發(fā)器置 101 觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變不不 變變0011輸出既非輸出既非 0 狀態(tài)，狀態(tài)，也非也非 1 狀態(tài)。當(dāng)狀態(tài)。當(dāng) RD 和和 SD 同時(shí)由同時(shí)由 0 變變 1 時(shí)，時(shí)，輸出狀態(tài)可能為輸出狀態(tài)可能為 0，也，也可能為可能為 1，即輸出狀態(tài)，即輸出狀態(tài)不定。因此，這種情況不定。因此，這種情況禁用。禁用。3. 邏輯功能的特性表描述邏輯功能的特性表描述 次態(tài)次態(tài) 現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài) 指觸發(fā)器在輸入信

8、號(hào)變化前的狀態(tài)，用指觸發(fā)器在輸入信號(hào)變化前的狀態(tài)，用 Qn 表示。表示。 指觸發(fā)器在輸入信號(hào)變化后的狀態(tài)，用指觸發(fā)器在輸入信號(hào)變化后的狀態(tài)，用 Qn+1 表示。表示。 觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號(hào)和電路原有狀態(tài)之觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號(hào)和電路原有狀態(tài)之間關(guān)系的真值表。間關(guān)系的真值表。00001觸發(fā)器觸發(fā)器狀態(tài)不定狀態(tài)不定01010100觸發(fā)器觸發(fā)器置置 000101101觸發(fā)器觸發(fā)器置置 1111110011觸發(fā)器觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變說說 明明Qn+1QnSDRD基本基本 RS 觸發(fā)器特觸發(fā)器特性表的簡(jiǎn)化表示性表的簡(jiǎn)化表示Qn11101010不定不定00Qn+1SDRD與非門組成的基本與非門

9、組成的基本 RS 觸發(fā)器特性表觸發(fā)器特性表 置置 0 端端 RD 和置和置 1 端端 SD 低電平有效。低電平有效。禁用禁用 RD = SD = 0。稱約束條件稱約束條件 注意注意波形分析舉例解：解：例 設(shè)下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0，試對(duì)應(yīng)輸入波形 畫出 Q 和 Q 的波形。QQSDRDSRSDRD保持保持初態(tài)為初態(tài)為 0，故保持為，故保持為 0。置置 0 保持保持QQ置置 1( (二二) )基本基本 RS 觸發(fā)器的兩種形式觸發(fā)器的兩種形式特特性性表表Qn11101010不定不定00Qn+1SDRD不定不定11001110Qn00Qn+1SDRDQQSDRDSRQQSDRDSR邏邏輯輯符符號(hào)號(hào)

10、置置 0、置、置1 信信號(hào)低電平有效號(hào)低電平有效置置 0、置、置1 信信號(hào)高電平有效號(hào)高電平有效注注意意弄清輸入弄清輸入信號(hào)是低電平信號(hào)是低電平有效還是高電有效還是高電平有效。平有效。( (三三) )基本基本 RS 觸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)觸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)電路簡(jiǎn)單，是構(gòu)成各種觸發(fā)器的基礎(chǔ)。電路簡(jiǎn)單，是構(gòu)成各種觸發(fā)器的基礎(chǔ)。 1. 輸出受輸入信號(hào)直接控制，不能定時(shí)控制。輸出受輸入信號(hào)直接控制，不能定時(shí)控制。 2. 有約束條件。有約束條件。 二、同步觸發(fā)器二、同步觸發(fā)器 Synchronous Flip - Flop 實(shí)際工作中，觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅要由觸發(fā)輸入實(shí)際工作中，觸發(fā)器的工作狀態(tài)不

11、僅要由觸發(fā)輸入信號(hào)決定，而且要求按照一定的節(jié)拍工作。為此，需要信號(hào)決定，而且要求按照一定的節(jié)拍工作。為此，需要增加一個(gè)時(shí)鐘控制端增加一個(gè)時(shí)鐘控制端 CP。 CP 即即 Clock Pulse，它是一串，它是一串周期和脈寬一定的矩形脈沖。周期和脈寬一定的矩形脈沖。 具有時(shí)鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱為時(shí)鐘觸發(fā)器，具有時(shí)鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱為時(shí)鐘觸發(fā)器，又稱鐘控觸發(fā)器。又稱鐘控觸發(fā)器。 同步觸發(fā)器是其中最簡(jiǎn)單的一種，而同步觸發(fā)器是其中最簡(jiǎn)單的一種，而基本基本 RS 觸發(fā)器稱異步觸發(fā)器。觸發(fā)器稱異步觸發(fā)器。 QQG1G2SRG3G4CPQ3Q4( (一一) )同步同步 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 工作原理工作原理

12、CP = 0 時(shí)，時(shí)，G3、G4被封鎖，輸入信號(hào)被封鎖，輸入信號(hào) R、S不起作用?；静黄鹱饔谩；?RS 觸發(fā)觸發(fā)器的輸入均為器的輸入均為 1，觸發(fā)器，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。狀態(tài)保持不變。 CP = 1 時(shí)，時(shí)，G3、G4解除封鎖，將輸入信號(hào)解除封鎖，將輸入信號(hào) R 和和 S 取非后送至基本取非后送至基本 RS 觸發(fā)器的輸入端。觸發(fā)器的輸入端。 0111SR1. 電路結(jié)構(gòu)與工作原理電路結(jié)構(gòu)與工作原理 基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 增加了由時(shí)鐘增加了由時(shí)鐘 CP 控制的門控制的門 G3、G4 QQ1SC11R QQG1G2SRG3G4CPQ3Q4不定不定110011 10Qn00Qn+1SRRS

13、功能功能 R、S 信號(hào)信號(hào)高電平有效高電平有效 SSDRRDRDSD2. 邏輯功能與邏輯符號(hào)邏輯功能與邏輯符號(hào)異步置 0 端 RD 和異步置1 端 SD 不受 CP 控制。實(shí)際應(yīng)用中，常需要利用異步端預(yù)置觸發(fā)器值(置 0 或置 1)，預(yù)置完畢后應(yīng)使 RD = SD = 1。RDCPRQQ1SSC1CPR1RRSVCCRDS解：解：例 試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出下圖中 Q 端波形。原態(tài)未知原態(tài)未知QVCCRDRD3. 同步同步 RS 觸發(fā)器的特性表與特性方程觸發(fā)器的特性表與特性方程 000010101010101101011000111101Qn+1QnSR特特性性表表同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器Qn+1的

14、卡諾圖的卡諾圖RSQn0100 0111 10 1 1 1 特性方程特性方程nnQRSQ 1RS = 0( (約束條件約束條件) )RS 觸發(fā)器功能也可用特性表與觸發(fā)器功能也可用特性表與特性方程來描述。特性方程來描述。特性方程指觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號(hào)和電路原有狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系式。 ( (二二) )同步同步 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 電路結(jié)構(gòu)、邏輯符號(hào)和邏輯功能電路結(jié)構(gòu)、邏輯符號(hào)和邏輯功能 DQQ1S1RC1CPQQ1DDC1CPCPDQn+1說明說明10101置置0置置10Qn不變不變同步同步 D 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 稱為稱為 D 功能功能特點(diǎn)：特點(diǎn)：Qn+1 跟隨跟隨 D 信號(hào)信號(hào)解：解

15、：例 試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出下圖中 Q 端波形(設(shè)觸發(fā)器 初始狀態(tài)為 0)。QQ1DDC1CPDCPQCP = 0，同步觸發(fā)器狀態(tài)不變，同步觸發(fā)器狀態(tài)不變CP = 1，同步，同步 D 觸發(fā)觸發(fā)器次態(tài)跟隨器次態(tài)跟隨 D 信號(hào)信號(hào) 同步觸發(fā)器在同步觸發(fā)器在 CP = 1 期間能發(fā)生多期間能發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這種次翻轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為空翻現(xiàn)象稱為空翻2. D 觸發(fā)器的觸發(fā)器的特性表、特性方程、特性表、特性方程、驅(qū)動(dòng)表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 由觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的取值來確定由觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的取值來確定輸入信號(hào)取值的關(guān)系表，又稱激勵(lì)表。輸入信號(hào)取值的關(guān)系表，又稱激勵(lì)表。 用圓圈及其內(nèi)的標(biāo)注表示電路的所有穩(wěn)態(tài)，用圓圈及其內(nèi)的

16、標(biāo)注表示電路的所有穩(wěn)態(tài)，用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向，箭頭旁的標(biāo)注表示用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向，箭頭旁的標(biāo)注表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。 它們是觸發(fā)器邏輯功能的不同描述方法，它們是觸發(fā)器邏輯功能的不同描述方法，也是時(shí)序邏輯電路邏輯功能的描述方法。也是時(shí)序邏輯電路邏輯功能的描述方法。0 00 11 01 1D Qn Qn+1特性方程Qn+1 = D001101010011Qn+1QnDD 觸發(fā)器特性表 00001111D 觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)表 0 00 11 01 10011無約束無約束 Qn+1 在在 D = 0 時(shí)時(shí)就為就為 0，與，與 Qn 無關(guān)。無關(guān)。0 00 11 01 10 1D = 1

17、D = 0D = 0D = 1 Qn+1 在在 D = 1 時(shí)時(shí)就為就為 1，與，與 Qn 無關(guān)。無關(guān)。2. D 觸發(fā)器的特性表、特性方程、驅(qū)動(dòng)表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 同步同步D觸發(fā)器觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 ( (三三) )同步同步 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 功能表功能表 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)QQ1JJ1CP1KK邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1說明說明Qn+1KJCP稱為稱為 JK 功能，即功能，即 JK = 00 時(shí)保持；時(shí)保持； JK = 11 時(shí)翻轉(zhuǎn)；時(shí)翻轉(zhuǎn)； J K 時(shí)時(shí) Qn+1 值與值與 J 相同。相同。不變不變Qn00置置 0010翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)11置置 1101不變不變Qn0Qn0 00 11 01 1J K

18、 Qn Qn+1特性表特性表 特性方程特性方程驅(qū)動(dòng)表驅(qū)動(dòng)表 0 無約束條件無約束條件狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 0 1J = 0K =10011111110100110001110000K010100Qn+1QnJnnnQKQJQ 1 1 1 00 00 11 10 11 01 11 00 0J = 1K =J =K = 0J =K = 1解：解：例 設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0，試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出 Q 端波形。JCPQQ1JJC1CPK1KKQ CP = 0 時(shí)，同步時(shí)，同步觸發(fā)器狀態(tài)不變。觸發(fā)器狀態(tài)不變。 CP = 1 時(shí)，觸發(fā)器根據(jù)時(shí)，觸發(fā)器根據(jù) J、K 信號(hào)取值按照信號(hào)取值按照 JK 功能工作。功

19、能工作。T觸發(fā)器又稱為計(jì)數(shù)觸發(fā)器。觸發(fā)器又稱為計(jì)數(shù)觸發(fā)器。如果把J-K觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端J和K連接起來，并把連接在一起的輸入端用符號(hào)T表示，就構(gòu)成了T觸發(fā)器。相應(yīng)的邏輯圖和邏輯符號(hào)分別如圖(a)和圖(b)所示。其邏輯功能和特性方程、狀態(tài)圖、激勵(lì)表可以直接由JK觸發(fā)器推導(dǎo)出來。（快速講解）( (四四) )同步觸發(fā)器的特點(diǎn)同步觸發(fā)器的特點(diǎn) 同步觸發(fā)器的觸發(fā)方式為電平觸發(fā)式 同步觸發(fā)器的共同缺點(diǎn)是存在空翻 觸發(fā)脈沖作用期間，輸入信號(hào)發(fā)生多次變化時(shí)，觸發(fā)器輸出狀態(tài)也相應(yīng)發(fā)生多次變化的現(xiàn)象稱為空翻。 空翻可導(dǎo)致電路工作失控。指時(shí)鐘脈沖信號(hào)控制觸發(fā)器工作的方式 CP = 1 期間翻轉(zhuǎn)的稱正電平觸發(fā)式； C

20、P = 0 期間翻轉(zhuǎn)的稱負(fù)電平觸發(fā)式。 主要要求：主要要求： 了解無空翻觸發(fā)器的類型，掌握其工作特點(diǎn)。了解無空翻觸發(fā)器的類型，掌握其工作特點(diǎn)。能根據(jù)觸發(fā)器符號(hào)識(shí)別其邏輯功能和觸發(fā)方式，能根據(jù)觸發(fā)器符號(hào)識(shí)別其邏輯功能和觸發(fā)方式，并進(jìn)行波形分析。并進(jìn)行波形分析。3.4.3 無空翻觸發(fā)器無空翻觸發(fā)器 Master - Slave Flip - Flop Edge - Triggered Flip - Flop 一、無空翻觸發(fā)器的類型和工作特點(diǎn)一、無空翻觸發(fā)器的類型和工作特點(diǎn) 工作特點(diǎn)：CP = 1 期間，主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)；CP = 0 期間，主觸發(fā)器保持 CP 下降沿之前狀態(tài)不變，而從觸發(fā)器接受

21、主觸發(fā)器狀態(tài)。因此，主從觸發(fā)器的狀態(tài)只能在 CP 下降沿時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。 這種觸發(fā)方式稱為主從觸發(fā)式。工作特點(diǎn)：只能在在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )時(shí)刻接收輸入信號(hào)時(shí)刻接收輸入信號(hào)，因此，電路狀態(tài)只能在電路狀態(tài)只能在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )時(shí)刻時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。這種觸發(fā)方式稱為邊沿觸發(fā)式。邊沿觸發(fā)式。無無空空翻翻觸觸發(fā)發(fā)器器主主從從觸觸發(fā)發(fā)器器 邊邊沿沿觸觸發(fā)發(fā)器器 主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器有何異同？主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器有何異同？只能在 CP 邊沿時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，因此都克服了空翻，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。相相同同處處電路結(jié)構(gòu)和工作原理不同，因此電路功能不

22、同。為保證電路正常工作，要求主從 JK 觸發(fā)器的 J 和 K 信號(hào)在 CP = 1 期間保持不變；而邊沿觸發(fā)器沒有這種限制，其功能較完善，因此應(yīng)用更廣。相相異異處處 Q從從Q從從FF2SRFF1CPQ主主Q主主CP1S1RC11S1RC1給主從觸發(fā)器提供反相的時(shí)鐘信號(hào)，使它們?cè)诓煌臅r(shí)段交替工作。主從主從 RS 觸發(fā)器電路、符號(hào)和工作原理觸發(fā)器電路、符號(hào)和工作原理QQ1SSC1CP1RR表示時(shí)鐘觸發(fā)沿為下降沿表示時(shí)鐘觸發(fā)沿為下降沿 從觸發(fā)器從觸發(fā)器 主觸發(fā)器主觸發(fā)器 Q = Q從從 綜上所述，主從觸發(fā)器狀態(tài)只能在綜上所述，主從觸發(fā)器狀態(tài)只能在 CP 時(shí)刻發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其它時(shí)刻則保持時(shí)刻發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其

23、它時(shí)刻則保持不變不變.至于狀態(tài)如何翻轉(zhuǎn)，至于狀態(tài)如何翻轉(zhuǎn)， 則由則由 CP 之前最后的之前最后的 輸入信號(hào)輸入信號(hào) 值決定。值決定。 Q從從Q從從FF2SRFF1CPQ主主Q主主CP1S1RC11S1RC1主從主從 RS 觸發(fā)器工作原理觸發(fā)器工作原理 CP = 1 期間，主觸發(fā)器接受輸入信號(hào)，從觸發(fā)器被封鎖，使主從 RS 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。 CP 到達(dá)時(shí)，CP = 0，CP = 1。主觸發(fā)器被封鎖，并保持 CP 到達(dá)之前的狀態(tài)不變。這時(shí)從觸發(fā)器工作， S從= Q主，R從 = Q主，因此 Q主 = 0 時(shí)， Q從置 0；Q主 = 1時(shí)，Q從置 1，即 Q從= Q主，從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到與主觸發(fā)器相同

24、的狀態(tài)。1工作工作封鎖封鎖0工作工作封鎖封鎖10 CP = 0 期間，主觸發(fā)器被封鎖，保持CP 到達(dá)之前的狀態(tài)不變， Q從 = Q主， 因此，主從 RS 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。Q = Q從從 無空翻觸發(fā)器的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是根據(jù)無空翻觸發(fā)器的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是根據(jù)邏輯符號(hào)識(shí)別其功能，理解其應(yīng)用。邏輯符號(hào)識(shí)別其功能，理解其應(yīng)用。下面介紹常用無空翻觸發(fā)器的符號(hào)及下面介紹常用無空翻觸發(fā)器的符號(hào)及其應(yīng)用注意事項(xiàng)。其應(yīng)用注意事項(xiàng)。二、常用無空翻觸發(fā)器及其符號(hào)二、常用無空翻觸發(fā)器及其符號(hào) 主從 RS 觸發(fā)器 主從 JK 觸發(fā)器 主從觸發(fā)器 QQ1JJC1CP1KK邊沿觸發(fā)器 TTL 維持阻塞維持阻塞 D 觸發(fā)器觸發(fā)器( (

25、通通常常上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) ) TTL 邊沿邊沿 JK觸發(fā)器觸發(fā)器( (通通常常下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)) )CMOS 邊沿邊沿 D 觸發(fā)觸發(fā)器和邊沿器和邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器( (通通常常上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) )QQ1SSC1CP1RRQQC1CP1DDCP 觸發(fā)的邊沿 D 觸發(fā)器 C1QQC1CPD具有異步端的邊沿 D 觸發(fā)器 1DSSDRRDRRDSSD執(zhí)行執(zhí)行 Qn+1 = D1111在在 CP 時(shí)刻時(shí)刻0011Qn111保持不變保持不變Qn011禁禁 用用不定態(tài)不定態(tài)00異步置異步置 1101異步置異步置 0010說說 明明Qn+1DCPSDRD異步端低電平有效的上升沿觸發(fā)式 D

26、 觸發(fā)器功能表QQ1JJ CP1KKC1CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊沿沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1QQ1JJ CP1KKC1CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊沿沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1具有異步端的具有異步端的邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 QQ1JJ CP1KKRSC1RDSDQQ1JJ CP1KKRSC1RDSD異步端低電平有效異步端低電平有效異步端高電平有效異步端高電平有效RRDRRDSSDSSDQn11001010001000在在 CP時(shí)時(shí)刻執(zhí)行刻執(zhí)行 JK 功能功能Qn0000Qn100保持不變保持不變Qn000禁用禁用不定不定 11置置 1110置置 0001說說 明明Qn+1KJCPSDRD異步端

27、高電平有效的下降沿觸發(fā)式異步端高電平有效的下降沿觸發(fā)式 JK 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表注注意意(1) 弄清時(shí)鐘觸發(fā)沿是上升沿還是下降沿？( (2)弄清有無異步輸入端？異步置 0 端和異步置 1 端是低電平有效還是高電平有效？(4) 邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程與同步觸發(fā)器的相同，但由于觸發(fā)方式不一樣，因此，它們的邏輯功能和特性方程成立的時(shí)間不同。邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程只在時(shí)鐘的上升沿(或下降沿)成立。(3) 異步端不受時(shí)鐘 CP 控制，將直接實(shí)現(xiàn)置 0 或置 1。觸發(fā)器工作時(shí)，應(yīng)保證異步端接非有效電平。Q1Q1CPDC11D(a)(b)SC1R1DCPQ2Q2三、邊沿觸發(fā)器工作波形分

28、析舉例三、邊沿觸發(fā)器工作波形分析舉例 解：解：例設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 0，試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出 Q1、Q2 的波形。DCPQ1Q2nQD22 D 觸發(fā)器特性方程為觸發(fā)器特性方程為 Qn+1 = D功能是翻轉(zhuǎn)功能是翻轉(zhuǎn)因此因此nnQDQ2212 C110觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 0C1該電路的功能是：在時(shí)鐘觸發(fā)沿到達(dá)時(shí)狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這種功能稱為計(jì)數(shù)功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱為計(jì)數(shù)觸發(fā)器。 JCPKT解：解： 例例 設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 1，試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出，試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出 Q1、Q2 的波形。的波形。觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 1Q1Q1CPJC11J(a)(b)SC1R1KCPQ2Q2K1K1JT

29、VCCC111001001SVCCRC1CP1JT1K1010CP 之前之前 J、K最后取值為最后取值為 1CP 之前之前 J、K最后取值為最后取值為 0Q1Q2T = 0 時(shí)，時(shí)，Qn+1 = Qn ；T = 1 時(shí)，時(shí)，Qn+1 = Qn 。這種功能稱這種功能稱 T 功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱 T 觸發(fā)器。觸發(fā)器。主要要求：主要要求：掌握常用觸發(fā)器的工作特點(diǎn)、符號(hào)、邏輯功能掌握常用觸發(fā)器的工作特點(diǎn)、符號(hào)、邏輯功能和特性方程，會(huì)畫工作波形。和特性方程，會(huì)畫工作波形。 了解觸發(fā)器各種邏輯功能間的轉(zhuǎn)換方法。了解觸發(fā)器各種邏輯功能間的轉(zhuǎn)換方法。 3.4.4 觸發(fā)器的應(yīng)用觸發(fā)器的應(yīng)用 理解

30、觸發(fā)器及其簡(jiǎn)單應(yīng)用電路的分析方法。理解觸發(fā)器及其簡(jiǎn)單應(yīng)用電路的分析方法。一、觸發(fā)器的五種邏輯功能及其轉(zhuǎn)換一、觸發(fā)器的五種邏輯功能及其轉(zhuǎn)換 ( (一一) )觸發(fā)器五種邏輯功能的比較觸發(fā)器五種邏輯功能的比較無約束，無約束，但功能少但功能少無約束，無約束，且功能強(qiáng)且功能強(qiáng)令令 J = K = T即可即可令令J = K = 1即可即可 D 功能功能1 0Qn+110DQn+1 = D T 功能功能 QnQnQn+110TnnQTQ 1 RS 功能功能不定不定01 QnQn+111011000SRQn+1 = S + RQnRS = 0( (約束條件約束條件) ) JK 功能功能 Qn10 QnQn+1

31、11011000KJQn+1 = JQn + KQnT功能功能(計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能) 只有只有 CP 輸入端，輸入端，無數(shù)據(jù)輸入端。無數(shù)據(jù)輸入端。來一個(gè)來一個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次Qn+1 = Qn( (二二) )不同邏輯功能間的相互轉(zhuǎn)換不同邏輯功能間的相互轉(zhuǎn)換1. JK D2. JK T、T因此，令因此，令J = K = D已有已有Qn+1 = JQn+ KQn欲得欲得 Qn+1 = DQQCPDC11J1KQQC11J1KQQCP1C11J1KTCP轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換方方法法(1) 寫出待求觸發(fā)器和給定觸發(fā)器的特性方程。(3)畫出用給定觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)待求觸發(fā)器的電路。( (2)比較上述特性方程，得出給定觸發(fā)

32、器中輸入 信號(hào)的接法。3. D JK已有已有 Qn+1 = D欲得欲得Qn+1 = JQn + KQn因此，令因此，令nnQKQJ nnQKQJD 4. D T5. D T已有已有 Qn+1 = D 欲得欲得Qn+1 =nQT 已有已有 Qn+1 = D欲得欲得 Qn+1 = Qn因此，令因此，令D = QnnQT 因此，令因此，令D =QQCPC11DQQCPC11DTQQCPJC11DK二、觸發(fā)器的應(yīng)用與分析舉例二、觸發(fā)器的應(yīng)用與分析舉例 觸發(fā)器由門電路構(gòu)成，因此，門電路的應(yīng)用注意事項(xiàng)在這里多適用。例如，TTL 觸發(fā)器的輸入端懸空相當(dāng)于輸入高電平，而 CMOS 觸發(fā)器的輸入端不允許懸空。應(yīng)

33、應(yīng)用用注注意意 實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)需要選定觸發(fā)器的功能和觸發(fā)方式。例如：同步觸發(fā)器通常只用于數(shù)據(jù)鎖存，構(gòu)成計(jì)數(shù)器、移位寄存器時(shí)一般要用邊沿觸發(fā)器。Q2Q11D1DFF1FF2石英方波石英方波振蕩器振蕩器4MHzC1C1CP例 下圖為分頻器電路，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 0，試畫出 Q1、Q2 的波形并求其頻率。CP解：解：C1CPfQ1 = fCP/2 = 2 MHz， fQ2 = fCP/4 = 1 MHzCPQ10Q20Q1C1對(duì) CP 二分頻對(duì) CP 四分頻兩個(gè) D 觸發(fā)器均構(gòu)成 CP 觸發(fā)的計(jì)數(shù)觸發(fā)器 1010RDSDQ1JSDC1CP1KRSRDCP解：解：例 試對(duì)應(yīng)輸入波形畫出下圖電路的輸出波形。C1CPSDSRRDQ1Qn+1 = JQn + KQn = Qn Qn+Qn Qn = Qn當(dāng)異步端無信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器將在當(dāng)異步端無信號(hào)時(shí)