第4章 觸發(fā)器.ppt

1、主要內(nèi)容： 1.了解各種結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器的工作特點(diǎn)； 2.學(xué)習(xí)觸發(fā)器功能描述的幾種基本方法； 3.掌握不同功能觸發(fā)器的符號(hào)、及其 各種描述。 4.掌握觸發(fā)器的波形分析。,第4章 觸發(fā)器,1. 電路結(jié)構(gòu):由門電路組成的，它與組合邏輯電路的根本區(qū)別在于，電路中有反饋線，即門電路的輸入、輸出端交叉耦合。,一、基本RS鎖存器,鎖存器有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端，通常把Q端的狀態(tài)作為觸發(fā)器的狀態(tài),2. 邏輯功能,3. 波形分析例 在用與非門組成的基本RS鎖存器中，設(shè)初始狀態(tài)為0，已知輸入R、S的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。,解：由表5.1.1知，當(dāng)R、S都為高電平時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變；當(dāng)S 變低電平時(shí)，觸發(fā)器翻

2、轉(zhuǎn)為1狀態(tài)；當(dāng)R 變低電平時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)；不允許R、S同時(shí)為低電平。,4用或非門組成的基本RS鎖存器,這種鎖存器的觸發(fā)信號(hào)是高電平有效，因此在邏輯符號(hào)的輸入端處沒(méi)有小圓圈。,波形分析：,二、鐘控RS鎖存器,給鎖存器加一個(gè)時(shí)鐘控制端CP，只有在CP端上出現(xiàn)時(shí)鐘脈沖時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)才能變化。這種鎖存器稱為鐘控鎖存器（同步RS觸發(fā)器）。 1電路結(jié)構(gòu),2邏輯功能,當(dāng)CP0時(shí)，控制門G3、G4關(guān)閉，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。 當(dāng)CP1時(shí)，G3、G4打開，其輸出狀態(tài)由R、S端的輸入信號(hào)決定。,同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分別由R、S和CP控制，其中，R、S控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向；CP控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻。,3觸

3、發(fā)器功能的幾種表示方法,觸發(fā)器的功能除了可以用功能表表示外，還有幾種表示方法： （1）特性方程 由功能表畫出卡諾圖得特性方程：,（2）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖表示觸發(fā)器 從一個(gè)狀態(tài)變化到另一 個(gè)狀態(tài)或保持原狀不變 時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)的要求。,（3）特性表或狀態(tài)表 （4）波形圖,三、主從JK觸發(fā)器,1電路結(jié)構(gòu),為此，將觸發(fā)器的兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端信號(hào)通過(guò)兩根反饋線分別引到輸入端的G7、G8門，這樣，就構(gòu)成了JK觸發(fā)器。,2邏輯功能,(1）功能表：,（2）特性方程：,（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,特點(diǎn)：（1）主從觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在CP由1變0時(shí)刻（CP下降沿）發(fā)生的。 （2）CP一旦變?yōu)?后，主觸發(fā)器被封鎖，其狀態(tài)不再受

4、輸入信號(hào)的影響，因此不會(huì)有空翻現(xiàn)象。 （3）存在一次變化現(xiàn)象。,主從JK觸發(fā)器存在的問(wèn)題一次變化現(xiàn)象,例 已知主從JK觸發(fā)器J、K的波形如圖所示，畫出輸出Q的波形圖（設(shè)初始狀態(tài)為0）。,由此看出，主從JK觸發(fā)器在CP=1期間，主觸發(fā)器只變化（翻轉(zhuǎn)）一次，這種現(xiàn)象稱為一次變化現(xiàn)象。Q=0時(shí)J不能發(fā)生從010的變化，Q=1時(shí)K不能發(fā)生從010的變化，,1D觸發(fā)器的邏輯功能 D觸發(fā)器只有一個(gè)觸發(fā)輸入端D，因此，邏輯關(guān)系非常簡(jiǎn)單；,D觸發(fā)器的特性方程為：Qn+1=D,四、維持阻塞邊沿D觸發(fā)器,D觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：,2維持阻塞邊沿D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及工作原理,同步D觸發(fā)器存在空翻現(xiàn)象，為了克服空翻，并具有

5、邊沿觸發(fā)器的特性，在原電路的基礎(chǔ)上引入三根反饋線L1、L2、L3。,觸發(fā)器的直接置0和置1端,RD直接置0端，低電平有效； SD直接置1端；低電平有效。,RD和SD不受CP和D信號(hào)的影響，具有最高的優(yōu)先級(jí)。,3集成D觸發(fā)器74HC74 特點(diǎn)：（1）單輸入端的雙D觸發(fā)器。 （2）它們都帶有直接置0端RD和直接置1端SD，為低電平有效。 （3）為CMOS邊沿觸發(fā)器，CP上升沿觸發(fā)。,例 已知維持阻塞D觸發(fā)器的輸入波形，畫出輸出波形圖。,解：在波形圖時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： （1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在CP的上升沿。 （2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CP上升沿前一瞬間輸入端D的狀態(tài)。 根據(jù)D觸發(fā)器的功能表，

6、可畫出輸出端Q的波形圖。,各種邏輯功能的觸發(fā)器,不同邏輯功能的觸發(fā)器國(guó)際邏輯符號(hào),D 觸發(fā)器,JK 觸發(fā)器,T 觸發(fā)器,RS 觸發(fā)器,D 觸發(fā)器,1. 特性表,2. 特性方程,Qn+1 = D,3. 狀態(tài)圖,4.驅(qū)動(dòng)表,3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,2.特性方程,JK 觸發(fā)器,4.驅(qū)動(dòng)表,例 設(shè)下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器時(shí)鐘脈沖和J、K信號(hào)的波形 如圖所示試畫出輸出端Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。,T觸發(fā)器,特性方程,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,邏輯符號(hào),驅(qū)動(dòng)表,T觸發(fā)器,國(guó)際邏輯符號(hào),特性方程,時(shí)鐘脈沖每作用一次，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次。,五、集成觸發(fā)器的主要參數(shù),1.直流參數(shù) （1）電源電流ICC （2）低電平輸入電流IIL （3）高電平輸入電流IIH （4）輸出高電平VOH輸出低電平VOL 2.開關(guān)參數(shù) （1）最高時(shí)鐘頻率fmax （2）對(duì)時(shí)鐘的延遲（tCPLH和tCPHL） （3）對(duì)直接置0置1端的延遲時(shí)間 (tRLH tRHL tSLH tsHL),鎖存器和觸發(fā)器都是具有存儲(chǔ)功能的邏輯電路，是構(gòu)成時(shí)序電路的基本邏輯單元。每個(gè)鎖存器或觸發(fā)器都能存儲(chǔ)1位二值信息。 鎖存器是對(duì)脈沖電平敏感的電路，它們?cè)谝欢娖阶饔孟赂淖儬顟B(tài)。 觸發(fā)器是對(duì)時(shí)鐘脈沖邊沿敏感的電路，它們