電工與電子技術(shù)觸發(fā)器

第21章觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路授課老師：蒙自明（物理與光電工程學(xué)院）Email:dianzijishu12@126.comCode:cheliang10回顧邏輯符號(hào)：&ABYCY=ABC邏輯表達(dá)式：

邏輯符號(hào)：ABYC>1Y=A+B+C邏輯表達(dá)式：邏輯符號(hào)1AY邏輯表達(dá)式：Y=A邏輯函數(shù)表示方法邏輯表達(dá)式邏輯狀態(tài)表（狀態(tài)表、真值表）邏輯圖（邏輯符號(hào)構(gòu)成的電路圖）邏輯運(yùn)算的基本法則組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)8421BCD碼編碼表000輸出輸入Y1Y2Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)Y3000111010000111100011011000000000011174LS139譯碼器功能表

輸入輸出SA0A1Y0110000011001101110Y1Y2Y311101110111011121.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器21.2寄存器21.3計(jì)數(shù)器21.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器21.2寄存器21.3計(jì)數(shù)器觸發(fā)器觸發(fā)器(flip-flop

)由門電路構(gòu)成，是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元。它是一種具有記憶功能，能儲(chǔ)存1位二進(jìn)制信息的邏輯電路。觸發(fā)器的特點(diǎn)：我們把輸入信號(hào)作用前的觸發(fā)器狀態(tài)稱為現(xiàn)在狀態(tài)(“現(xiàn)態(tài)”)，用Qn和Qn表示(或用Q和Q表示)；把在輸入信號(hào)作用后觸發(fā)器的狀態(tài)稱為下一狀態(tài)(“次態(tài)”)，用Qn+1和Qn+1表示。①具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，用來表示電路的兩個(gè)邏輯狀態(tài)；②在輸入信號(hào)作用下，可以被置成“0”態(tài)或“1”狀態(tài)；③當(dāng)輸入信號(hào)撤消后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。一、電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)1基本RS觸發(fā)器由兩個(gè)與非門的輸入端、輸出端交叉連接構(gòu)成。(反饋)信號(hào)輸入端，低電平有效。互補(bǔ)輸出端：Q=0、Q=1的狀態(tài)稱“0”態(tài)，Q=1、Q=0的狀態(tài)稱“1”態(tài)。RDSDQn+110010

10①RD=0、SD=1時(shí)：不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)次態(tài)都將變成“0”態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置“0”或復(fù)位。RD端稱為觸發(fā)器的置“0”端或復(fù)位端(低電平有效)。二、工作原理1基本RS觸發(fā)器0110RDSDQn+10101

011基本RS觸發(fā)器②RD=1、SD=0時(shí)：不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)次態(tài)都將變成“1”態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置“1”或置位。SD端稱為觸發(fā)器的置“1”端或置位端(低電平有效)。1110③RD=1、SD=1時(shí)：觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲(chǔ)起來，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。RDSDQn+10101011

1保持101基本RS觸發(fā)器0011RDSDQn+101010111保持0

0不定？1基本RS觸發(fā)器④RD=0、SD=0時(shí)：Qn+1=Qn+1=1，不符合觸發(fā)器的互補(bǔ)輸出關(guān)系。并且當(dāng)RD、SD同時(shí)由0變?yōu)?時(shí)，由于兩與非門的延遲時(shí)間不等，使觸發(fā)器的次態(tài)不確定。這種情況是不允許的。規(guī)定RS觸發(fā)器要遵循RD+SD=1的約束條件。1.狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表1基本RS觸發(fā)器三、基本RS觸發(fā)器的功能描述將觸發(fā)器的次態(tài)Qn+1與現(xiàn)態(tài)Qn，以及輸入信號(hào)之間的邏輯關(guān)系用表格的形式表示出來，稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表，簡(jiǎn)稱狀態(tài)表或真值表?；綬S觸發(fā)器狀態(tài)真值表RDSDQnQn+1功能000×不允許001×0100Qn+1＝0置“0”01101001Qn+1＝1置“1”10111100Qn+1＝Qn保持1111RDSDQn+100不定01010111Qn簡(jiǎn)化真值表記憶！次態(tài)Qn+1的卡諾圖1基本RS觸發(fā)器2.特征方程描述觸發(fā)器邏輯功能的函數(shù)表達(dá)式稱為特征方程，又稱狀態(tài)方程或次態(tài)方程。描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系及轉(zhuǎn)換條件的圖形稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，簡(jiǎn)稱狀態(tài)圖。011基本RS觸發(fā)器3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)圖）RD=1SD=1RD=0,SD=1RD=1,SD=0圓圈表狀態(tài)箭頭表轉(zhuǎn)移方向標(biāo)注表轉(zhuǎn)移條件RD=1SD=1RDSDQQ置1置0置1置1置1保持不允矮許1基本RS觸發(fā)割器工作終波形精圖又暫稱為時(shí)序各圖，是裝描述匹觸發(fā)妖器的排輸出忠狀態(tài)蛾隨時(shí)和間和丙輸入顯信號(hào)紀(jì)變化淚的規(guī)因律的祝圖形浩。4.波形測(cè)圖RD’SD’2可控楚（同步研（鐘笛控））RS觸發(fā)糕器一、抱電路艇結(jié)構(gòu)曬和邏素輯符悠號(hào)所謂同步增觸發(fā)貿(mào)器就是米要求伐只有柿在同步貼信號(hào)到達(dá)亮?xí)r，瘦觸發(fā)院器的克狀態(tài)慚才能另發(fā)生你變化債。而進(jìn)這個(gè)拔同步烈信號(hào)核叫做時(shí)鐘止信號(hào)（時(shí)劣鐘脈瞞沖）泡，用CP表示充。二、多工作叫原理－－偶－電差平觸義發(fā)方博式(上升逐沿觸餡發(fā))①CP＝0時(shí)，RD=SD=1，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變。②CP＝1時(shí)，RD=R，SD=S工作情況與基本RS觸發(fā)器相同。三、營功能恨描述1.特征姨方程賄（CP＝1時(shí)）RSQn+100Qn01110011不定2.狀態(tài)舞真值閥表（CP＝1時(shí)）2可控盾（同步撤（鐘鐮控））RS觸發(fā)害器SD’RD’不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變3.狀態(tài)抄轉(zhuǎn)移草圖（CP灣=1）4.波形上圖（催設(shè)初透態(tài)為0）01R=0S=0R=0S=0R=1,S=0R=0,S=12可控衣（同步壩（鐘婦控））RS觸發(fā)惠器四、竊同步RS觸發(fā)繞器存住在的敗問題踐－－空翻甚現(xiàn)象在一獨(dú)個(gè)時(shí)欲鐘脈詢沖周降期（CP倦=1）中對(duì)，觸刷發(fā)器妨發(fā)生塵多次茶翻轉(zhuǎn)棉的現(xiàn)犁象叫泡做空歌翻。由于臂在CP質(zhì)=1期間，G3、G4門為湖“開頌門”竿，都媽能接釘收R、S信號(hào)留。所久以，婦如果白在CP隆=1期間R、S發(fā)生稀多次類變化灣，則蹄觸發(fā)旺器的做狀態(tài)技也可監(jiān)能發(fā)殃生多疲次翻畫轉(zhuǎn)。為避車免計(jì)牽數(shù)混鞭亂，硬要求宣每來罵一個(gè)CP脈沖銀，觸風(fēng)發(fā)器只發(fā)矩生一閣次翻洽轉(zhuǎn)。2可控柄（同步穩(wěn)（鐘城控））RS觸發(fā)質(zhì)器邊沿怖觸發(fā)瘡方式飯的觸捉發(fā)器遮有兩孟種類疲型：剃一種和是維持—阻塞裂式觸胳發(fā)器，它荒是利甩用直菠流反微饋來禮維持油翻轉(zhuǎn)寬后的瞧新狀離態(tài)，楚阻塞計(jì)觸發(fā)僵器在咳同一勁時(shí)鐘破內(nèi)再先次產(chǎn)聽生翻悠轉(zhuǎn)；究另一陶種是邊沿尿觸發(fā)雞器，它憂是利郊用觸廣發(fā)器喇內(nèi)部框邏輯點(diǎn)門之飛間延艙遲時(shí)稼間的紗不同犬，使支觸發(fā)蘆器只靜在約涉定時(shí)隱鐘跳斜變時(shí)篩才接犧收輸素入信乖號(hào)。3邊沿衛(wèi)觸發(fā)炎器同時(shí)府具備漂以下令條件僵的觸劈燕發(fā)器攤稱為邊沿鳳觸發(fā)僑器：①份觸發(fā)是器僅頑在CP某一述約定材跳變蜓沿到屯來時(shí)偉，才閥接收匆輸入培信號(hào)戰(zhàn)；②循在CP償=0或CP切=1期間明，輸籃入信粱號(hào)的介變化為不會(huì)澆引起榴觸發(fā)斬器輸迎出狀今態(tài)變眾化。優(yōu)點(diǎn)：不筋僅克腔服了校空翻違現(xiàn)象買，而牢且大閃大提渴高了凝抗干池?cái)_能云力。3邊沿角觸發(fā)攻器一、投維持—阻塞善式D觸發(fā)她器RD、SD為直接置“0”、置“1”端，低電平有效。其操作不受CP控制，因此也稱異步置“0”、置“1”端。1.電路佳結(jié)構(gòu)蔥和邏債輯符撥號(hào)3邊沿填觸發(fā)腔器2.工作視原理011DD1DDD觸發(fā)袍器的殲特征餃方程燃為：即D觸發(fā)曲器的誦輸出榨狀態(tài)注僅在CP的上災(zāi)升沿發(fā)生疫變化罩，且鄙由CP上升附沿到弦達(dá)前地瞬間膽輸入軋信號(hào)D的值仔決定雜。3邊沿書觸發(fā)切器3.維持幅、阻帖塞線逼的作槐用①線：置“1”維持線；③線：置“0”阻塞線。②線：置“0”維持線；④線：置“1”阻塞線。1011101110置“1”有效掃防止伶了“摘空翻牲”，橋且抗辱干擾跳能力刃強(qiáng)。3邊沿嚴(yán)觸發(fā)宅器4.功能低描述DQn+10011①狀機(jī)態(tài)真鋪值表01D=0D=1D=0D=1②狀巴態(tài)轉(zhuǎn)團(tuán)移表③波錯(cuò)形圖QCPD123451）觸潤(rùn)發(fā)器掌的觸灰發(fā)翻亞轉(zhuǎn)僅潛發(fā)生痕在CP的上淡升沿守。2）判攔斷觸光發(fā)器房誠次態(tài)概的依倍據(jù)是CP上升洗沿前您一瞬判間輸堂入端D的狀匪態(tài)。設(shè)初庸態(tài)Q=藍(lán)021診.1沙.2主從JK觸發(fā)餐器1.電路寧結(jié)構(gòu)從觸過發(fā)器主觸桌發(fā)器反饋捧線CP

CP1互補(bǔ)時(shí)鐘控制主、從觸發(fā)器不能同時(shí)翻轉(zhuǎn)RS

C從觸發(fā)器QQQSDRD

C主觸發(fā)器JK2.工作坦原理主觸霧發(fā)器打開主觸服發(fā)器狀態(tài)疑由J、K決定休，接尋收信救號(hào)并燙暫存桐。從觸離發(fā)器欄封鎖從觸項(xiàng)發(fā)器狀態(tài)轟保持樹不變呢。01CPCP011RS

C從觸發(fā)器QQQSDRD

C主觸發(fā)器JK10狀態(tài)臂保持叮不變從觸戲發(fā)器貍的狀讀態(tài)取奮決于隸主觸輪發(fā)器弄，并賽保持電主、病從狀裙態(tài)一襖致，浴因此賓稱之蹈為主碗從觸雙發(fā)器存。從觸娃發(fā)器打開主觸拖發(fā)器海封鎖0C01CP0101RS

從觸發(fā)器QQQSDRD

JKCP

主觸發(fā)器010CP高電笛平時(shí)虛觸發(fā)鑼器接疼收信棟號(hào)并叫暫存(即主觸觸發(fā)吃器狀登態(tài)由J、K決定丹，從遷觸發(fā)頌器狀槐態(tài)保周持不暈變）掀。要求CP高電舌平期幕間J、K的狀怕態(tài)保俯持不洲變。CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(主、從觸發(fā)器狀態(tài)一致)。CP低電歡平時(shí),主觸踏發(fā)器封鎖,J、K不起美作用1RS

從觸發(fā)器QQQSDRD

JKCP

主觸發(fā)器01CP3.JK觸發(fā)薪器的遣邏輯雨功能Qn10011100Qn01J

K

Qn

Qn+100011011JK觸發(fā)器狀態(tài)表01010101CP高電榆平時(shí)銅，主棉觸發(fā)舊器狀早態(tài)由J、K決定減，從綁觸發(fā)銹器狀啊態(tài)不企變。CP下降沿()觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)(主、從觸發(fā)器狀態(tài)一致）。00010101Qn+1QnS'R'J

K

Qn+100Qn

01010111QnJK觸發(fā)器狀態(tài)表(保持司功能)(置“0”功能)(置“1”功能)(計(jì)數(shù)稿功能)C下降飽沿觸捎發(fā)翻猾轉(zhuǎn)SD、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD、RD應(yīng)接高電平。邏輯符號(hào)CPQJKSDRDQS1JC11KR例：JK觸發(fā)床器工蟻?zhàn)鞑ㄐ绦蜟PJKQ下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)3.將D觸發(fā)遇器轉(zhuǎn)言換為T′觸發(fā)完器觸發(fā)器僅具有計(jì)數(shù)功能即要乓求來資一個(gè)CP，觸發(fā)艦器就蛛翻轉(zhuǎn)詢一次曬。CPQD=QD觸發(fā)器狀態(tài)表D

Qn+1

0101CPQQD21蒜.1概.4觸發(fā)掀器邏尋輯功譽(yù)能的炮轉(zhuǎn)換21診.3計(jì)數(shù)滿器計(jì)數(shù)臨器是迅數(shù)字晝電路航和計(jì)柔算機(jī)限中廣惹泛應(yīng)盈用的岔一種胳邏輯乓部件察，可爛累計(jì)騾輸入筒脈沖到的個(gè)照數(shù)，使可用臺(tái)于定跳時(shí)、廟分頻膽、時(shí)帶序控胸制等滑。分類加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)功能)異步計(jì)數(shù)器同步計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)脈沖引入方式)

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

N

進(jìn)制計(jì)數(shù)器(按計(jì)數(shù)制)21笑.3班.1二進(jìn)懷制計(jì)條數(shù)器按二遮進(jìn)制系的規(guī)大律累挑計(jì)脈話沖個(gè)沸數(shù)，狡它也爭(zhēng)是構(gòu)械成其景它進(jìn)件制計(jì)罪數(shù)器環(huán)的基遼礎(chǔ)。著要構(gòu)胃成n位二顧進(jìn)制星計(jì)數(shù)司器，拌需用n個(gè)具桃有計(jì)炊數(shù)功標(biāo)能的番觸發(fā)理器。1.異步芒二進(jìn)社制加泊法計(jì)濃數(shù)器異步克計(jì)數(shù)隙器：采計(jì)數(shù)箭脈沖C不是貧同時(shí)袋加到那各位顆觸發(fā)曲器。最低匆位觸諒發(fā)器薪由計(jì)社數(shù)脈怨沖觸田發(fā)翻陜轉(zhuǎn)，投其他認(rèn)各位跪觸發(fā)刻器有穿時(shí)需錄由相滅鄰低沸位觸徹發(fā)器鄭輸出勁的進(jìn)堂位脈不沖來己觸發(fā)今，因此誼各位蒼觸發(fā)叮器狀撕態(tài)變間換的嬌時(shí)間勻先后紗不一