數(shù)字電路基礎(chǔ)D主從觸發(fā)器

1、4.3主從觸發(fā)器 為了克服同步觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象，希望在每個時鐘周期里(CPl期間)輸出端的狀態(tài)只能改變一次，這樣就在同步觸發(fā)器的基礎(chǔ)上發(fā)展了主從結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器，目前廣泛使用的是主從JK觸發(fā)器。本節(jié)中，首先介紹主從RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理，然后分析主從JK觸發(fā)器的邏輯功能及其應(yīng)用。 主從RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理 1電路結(jié)構(gòu)主從RS觸發(fā)器一般由兩個同步RS觸發(fā)器組成，如圖4-3-l(a)所示。 與非門(GlG4)組成的同步RS觸發(fā)器稱為主觸發(fā)器，與非門(G5-G8)組成的同步RS觸發(fā)器稱為從觸發(fā)器，非門G9使主從觸發(fā)器的時鐘脈沖互相反相。整個主從觸發(fā)器的輸出 端為Q和Q非，輸入端為S、R

2、。 2工作原理 CP1時為接收階段，與非門Gl、G2開放，G5、G6被封鎖，故主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)Qm根據(jù)輸入S、R來確定，從觸發(fā)器的輸出狀態(tài)不變。 當(dāng)CP下降沿來到后，CP0，與非門Gl、G2被封鎖，G5、G6開放，故主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變，從觸發(fā)器的輸出狀態(tài)由其輸入SIQm，RI 確定。 如果不考慮時鐘的因素，主從RS觸發(fā)器的特性表與表4-2-l是一致的。不同的電路結(jié)構(gòu) 可似實現(xiàn)相同的邏輯功能，但是由于電路結(jié)構(gòu)不同，使其各有自己的特點。同步RS觸發(fā)器存在空翻的問題，而主從RS觸發(fā)器在CPl時接收輸入信號，CP下降沿來到后，CP0時主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)Qm保持不變，即從觸發(fā)器的輸入狀態(tài)不變，

3、進(jìn)而保證從觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只翻轉(zhuǎn)一次，克服了同步觸發(fā)器輸出多次翻轉(zhuǎn)問題。但由于主觸發(fā)器是同步RS觸發(fā)器，CP1時，主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)Qm隨輸入S 和R變化而變化，所以輸入信號仍需遵守約束條件SR0，否則將導(dǎo)致觸發(fā)器輸出狀態(tài)不確定，這樣就引入了主從JK觸發(fā)器。 主從JK觸發(fā)器 1.電路結(jié)構(gòu) 我們在主從RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上加上兩條交叉反饋線，得到如圖4-3-2(a)所示的主從JK觸發(fā)器，邏輯符號如圖4-3-2(b)所示，有時也表示為圖4-3-2(c)所示的邏輯符號，圖中>表示主從觸發(fā)器，只在CP下降沿時改變輸出狀態(tài)，但它在CP1期間接收并存儲輸入信號。 利用Q和不能同時為“l(fā)”的特點，將它們交

4、叉反饋到輸入門Gl、G2，從而避免CPl 時，觸發(fā)器輸出狀態(tài)可能出現(xiàn)不確定的現(xiàn)象，這樣對輸入信號S、R無約束條件。為了與主從 RS觸發(fā)器相區(qū)別，我們將輸入端S改用J表示，輸入端R用K表示，故稱主從JK觸發(fā)器。其工作原理與主從RS觸發(fā)器相同，但由于輸出信號反饋回到輸入端，使輸入信號不受限制，具體分析如下所述。 2主從JK觸發(fā)器邏輯功能的描述 (1)特性表及狀態(tài)圖 由主從JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)可知，其輸入與輸出的原態(tài)有關(guān)。A. 若J1，K0，Qn1或0，則CP下降沿來到后,觸發(fā)器輸出即Qn+1l ®觸發(fā)器置” 1”B. 若J0，Kl，Qn1或0，則CP下降沿來到后,觸發(fā)器輸出都為即Qn+1“

5、0”， ®觸發(fā)器置 0 C. 若J0，K0，CP下降沿來到后,觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，即 Qn+1Qn ®觸發(fā)器保持D. 若Jl，Kl，CP下降沿來到后,觸發(fā)器將翻轉(zhuǎn)為與原態(tài)相反的狀態(tài)。即 ®觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)由上述分析可得主從JK觸發(fā)器的特性表及狀態(tài)圖，分別如表4-3-l、圖4-3-3所示。 表4-3-l中“¯”表示時鐘下降沿，時鐘CP列中 j 表示除下降沿外的其他時刻。 主從JK觸發(fā)器，只在CP下降沿時改變輸出狀態(tài)，但它在CP1期間接收并存儲輸入信號。 (2)特性方程 故將輸入信號SJQn，RKQn，代人同步RS觸發(fā)器的特性方程，就可以得到主從JK觸發(fā)器的特性方程: (431) (3)波形圖 例4-3-1主從JK觸發(fā)器，其輸入CP、J、K的波形如圖4-3-4所示，試畫出輸出Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為“0”，且忽略門的傳輸延遲時間。 解：輸出Q的波形如圖4-3-4所示。 4.3.3 主從觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象 主從觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象, 是指雖然在CP1的整個期間主觸發(fā)器可隨時接收輸入信號，但是不論輸入信號變化多少次，由于輸出信號的反饋作用，主觸發(fā)器最多只能變化一次。如 圖4-3-5所示。 但在CP1期間，如果J、K端疊加了干擾脈沖，如圖435中J、K端的正脈沖是干擾脈沖，那么也會像圖示的那樣出現(xiàn)誤翻?？梢姡?/p>