（中職）電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能（電子信息類）第10章課件

1、（中職）電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能（電子信息類）第10章ppt課件第10章 觸發(fā)器 10.2 集成觸發(fā)器的基本形式 10.1 概述 10.3 同步RS觸發(fā)器 10.4 各種功能的觸發(fā)器10.5 D觸發(fā)器 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)字電路系統(tǒng)中，要具有記憶功能的基本邏輯單元。能夠記憶（存儲(chǔ)）1位二值信號(hào)的基本單元統(tǒng)稱為觸發(fā)器（Flip Flop，簡(jiǎn)寫FF）。10.1 概述 圖10-1 觸發(fā)器的模型 圖中A、B表示兩個(gè)輸入信號(hào)。對(duì)應(yīng)不同邏輯功能的觸發(fā)器有不同的名稱，通常稱為觸發(fā)端。Q端狀態(tài)作為觸發(fā)器的輸出狀態(tài) 1.觸發(fā)器的模型2觸發(fā)器輸入端的觸發(fā)規(guī)律 CP稱為時(shí)鐘脈沖，它的作用是確定輸入信號(hào)A、B可控制輸出Q的狀態(tài)

2、的時(shí)間。、為置1端和置0端，低電平有效。當(dāng)為低電平時(shí)，Q端為高電平，稱為“置位”（或置1）；為低電平時(shí)，Q端為低電平，稱為“復(fù)位”當(dāng)（或清零）。102集成觸發(fā)器的基本形式 基本RS觸發(fā)器又稱直接復(fù)位置位（Reset Set）觸發(fā)器，是構(gòu)成各種觸發(fā)器的最基本單元。 1.電路結(jié)構(gòu) 圖10-2 基本RS觸發(fā)器 觸發(fā)器工作時(shí)序可以分成觸發(fā)信號(hào)到來(lái)之前和信號(hào)到來(lái)之后，通常用Qn表示當(dāng)前觸發(fā)器的狀態(tài)（稱為現(xiàn)態(tài)），Qn+1表示在輸入信號(hào)之后的新狀態(tài)（稱為次態(tài)）。2.狀態(tài)描述（1） 狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表（又稱“狀態(tài)表”） 觸發(fā)器的次態(tài)不僅與觸發(fā)信號(hào)有關(guān),還與觸發(fā)器的原來(lái)狀態(tài)有關(guān)； 基本RS觸發(fā)器狀態(tài)表說(shuō)明00110

3、100置011000111置111110101保持000001不定態(tài)應(yīng)避免 基本RS觸發(fā)器狀態(tài)簡(jiǎn)表 01置010置111保持00不定態(tài)表10-1 基本RS觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表表10-2 基本RS觸發(fā)器狀態(tài)簡(jiǎn)表（2）特性方程（又稱狀態(tài)方程） 基本RS觸發(fā)器的特性方程：特性表和特性方程，全面地描述了觸發(fā)器的邏輯功能。其中 是基本RS觸發(fā)器的約束條件，表示 、不能同時(shí)為0。【例10.1】 在基本RS觸發(fā)器電路中，已知 和 的電壓波形如圖所示，試畫出和端對(duì)應(yīng)的電壓波形。 RDSD3.波形分析圖10-3 例10.1波形圖4. 基本RS觸發(fā)器的應(yīng)用 利用基本RS觸發(fā)器的記憶作可以消除上述開關(guān)振動(dòng)所產(chǎn)生的影

4、響。用觸發(fā)器輸出的信號(hào)作為開關(guān)信號(hào)就不會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作。 圖10-4 機(jī)械開關(guān)的工作情況圖10-5 利用基本RS觸發(fā)器消除機(jī)械開關(guān)振動(dòng)的影響10.3 同步RS觸發(fā)器只有在時(shí)鐘控制CP端上出現(xiàn)時(shí)鐘脈沖時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)才能改變。這種觸發(fā)器稱為同步觸發(fā)器。 1電路結(jié)構(gòu)圖10-6 同步RS觸發(fā)器輸 入輸 出說(shuō) 明RSQnQn+10101置111000置01110不定態(tài)應(yīng)避免10000保持11輸 入輸 出RSQn+100保持01置110置011不定態(tài)表10-3 同步RS觸發(fā)器狀態(tài)表2.狀態(tài)描述表10-4 同步RS觸發(fā)器狀態(tài)簡(jiǎn)表圖10-7 觸發(fā)脈沖CP的組成圖10-8 脈沖不同時(shí)刻觸發(fā)的符號(hào)表示形式高電平低電

5、平上升沿下降沿3.觸發(fā)時(shí)刻 4.波形分析 【例10.2】已知同步RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)波形如圖10-9所示，試畫出Q、 端的電壓波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為Q=0。圖10-9 例10.2波形圖10.4 各種功能的觸發(fā)器 RS觸發(fā)器具有“置1”、“置0”和“保持”的功能。還有具有其他功能的觸發(fā)器。 市面上觸發(fā)器的類型除了RS觸發(fā)器外，還有JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器等。掌握各種觸發(fā)器的符號(hào)及功能是正確使用觸發(fā)器的基礎(chǔ)。1JK觸發(fā)器的基本特性 JK觸發(fā)器具有“置1”、“置0”、“保持”和“取反”的功能。 圖10-10 JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào) CP1KQ1JQC1Qn+1J K功能Qn 0 1 0 1輸出狀態(tài)同J

6、狀態(tài)0001 1 0 1 0輸出狀態(tài)同J狀態(tài)11011 11 101100 00 0保持0101Qn+1=Qn表10-5 JK觸發(fā)器功能表【例10.3】設(shè)下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)的時(shí)鐘脈沖和J、K信號(hào)的波形如圖10-11所示，畫出輸出端Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1。 2JK觸發(fā)器的波形分析 圖10-11 JK觸發(fā)器的波形圖3. JK觸發(fā)器74LS73A 圖10-12 JK觸發(fā)器74LS73A的框圖1：邏輯高電平0：邏輯低電平：低或高的邏輯電平：數(shù)據(jù)在脈沖的下降沿時(shí)才能使輸出翻轉(zhuǎn)Q0：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入前觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。產(chǎn)品邏輯水平在被表明的輸入條件之前已建立了輸 入輸 出翻轉(zhuǎn)：在CP脈沖的作用下，

7、觸發(fā)器的輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成與原狀態(tài)相反CLKJK Q00 01001010 11101 0111翻轉(zhuǎn)表10-6 JK觸發(fā)器74LS73A功能表4. JK觸發(fā)器的應(yīng)用 （1）構(gòu)成T觸發(fā)器。圖10-13 JK觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器 TQn+10Qn（保持）1 （取反）表10-7 T觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表（2）構(gòu)成計(jì)數(shù)器圖10-14 兩個(gè)JK觸發(fā)器構(gòu)成的2位二進(jìn)制計(jì)數(shù) 10.5 D觸發(fā)器 1.D觸發(fā)器的基本特性 D觸發(fā)器具有“置1”、“置0” 和“保持”的功能。輸 入輸 出功能說(shuō)明CPDQ n+100置011置1圖10-15 D觸發(fā)器的邏輯符號(hào)表10-8 D觸發(fā)器功能表2波形分析 【例10.4】設(shè)上升沿翻轉(zhuǎn)

8、的D觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖和D信號(hào)的波形如圖10-16所示，畫出輸出端Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。解：圖10-16 例10.4波形圖3D觸發(fā)器74175 （a）管腳圖 （b）實(shí)物圖圖10-17 74LS175引腳圖表10-9 74LS175功能表輸 入輸 出*說(shuō)明*CLKDQ00清0100置0111置1100Q04D觸發(fā)器的應(yīng)用 （1）構(gòu)成寄存器圖10-18 超市寄存柜 圖10-19 四個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成4位二進(jìn)制數(shù)寄存器 這種電路實(shí)現(xiàn)保存數(shù)據(jù)的功能，稱為寄存器。其工作特點(diǎn)是，在電路通電狀態(tài)下，數(shù)據(jù)將一直保存，但斷電后，數(shù)據(jù)將丟失。（2）搶答電路 圖10-20 4人搶答電路本章回顧 觸發(fā)器由于具有

9、記憶存儲(chǔ)作用，它可以將各種數(shù)字信息存儲(chǔ)起來(lái)，供信息處理時(shí)使用，從而在數(shù)字系統(tǒng)中運(yùn)用極為廣泛。觸發(fā)器的類型從邏輯功能上區(qū)分，有RS觸發(fā)器，D觸發(fā)器，JK觸發(fā)器。 觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)往往包含反饋結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)使得電路的輸出不僅與當(dāng)前的輸入信號(hào)有關(guān)，而且與電路原來(lái)的輸出狀態(tài)有關(guān)。為表征不同時(shí)間段的相互影響，在觸發(fā)器的分析過(guò)程中，通常會(huì)用到Qn來(lái)表示于某一狀態(tài)，而用Qn+1來(lái)表示其下一種狀態(tài)。觸發(fā)器運(yùn)用于數(shù)字電路中時(shí)，其工作通常要按一定的節(jié)拍進(jìn)行，控制觸發(fā)器工作頻率的脈沖稱為時(shí)鐘脈沖。有時(shí)鐘脈沖作控制信號(hào)的觸發(fā)器可以通過(guò)時(shí)鐘脈沖控制觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻，常見的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻有CP=1或CP=0期間、上升沿或下降沿四種，翻轉(zhuǎn)時(shí)刻可以從觸發(fā)器邏輯符號(hào)中CP輸入線的表示方法中確定。圖10-21 CP觸發(fā)方式實(shí)驗(yàn) RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和4人搶答器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 熟悉并掌握RS觸發(fā)器的構(gòu)成，工作原理和功能測(cè)試方法。 2. 理解JK觸發(fā)器的功能測(cè)試方法。 3. 學(xué)會(huì)正確使用觸發(fā)器集成芯片。 二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 1. 雙蹤示波器。 2. 器件： 74LS00 二輸入端四與非門 1片 74LS175 4D觸發(fā)器 1片 74LS73A 雙JK觸發(fā)器 1片 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （1）基本R