數(shù)字電路(康華光) (14).ppt

1、教學基本要求,1、掌握鎖存器、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理,2、熟練掌握SR觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器及T 觸發(fā)器的邏輯功能,3、正確理解鎖存器、觸發(fā)器的動態(tài)特性,鎖存器與觸發(fā)器,共同點：具有0 和1兩個穩(wěn)定狀態(tài)，一旦狀態(tài)被確定，就能自行保持。一個鎖存器或觸發(fā)器能存儲一位二進制碼。,不同點：,鎖存器-對脈沖電平敏感的存儲電路，在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。,觸發(fā)器-對脈沖邊沿敏感的存儲電路，在時鐘脈沖的上升沿或下降沿的變化瞬間改變狀態(tài)。,5.2.1 SR 鎖存器,5.2 鎖存器,5.2.1 D 鎖存器,5.2.1 SR 鎖存器,5.2 鎖存器,1. 基本SR鎖存器,電路有兩個互補的輸出端,

2、Q端的狀態(tài)定義為電路輸出狀態(tài),c.國標邏輯符號,R、S輸入信號為高電平有效,R端稱為復位端或清零（0）端,S端稱為置位（1）端,1) 工作原理,R=0、S=0,狀態(tài)不變,0,0,若初態(tài) Q n = 1,1,0,1,若初態(tài) Q n = 0,0,1,0,0,0,初態(tài)：R、S信號作用前Q端的狀態(tài)，初態(tài)用Q n表示。,次態(tài)：R、S信號作用后Q端的狀態(tài)，次態(tài)用Q n+1表示。,無論初態(tài)Q n為0或1，鎖存器的次態(tài)為1態(tài)。 信號消失后新的狀態(tài)將被記憶下來。,0,1,若初態(tài) Q n = 1,1,0,1,若初態(tài) Q n = 0,0,1,0,0,1,0,R=0、S=1,置1,1,無論初態(tài)Q n為0或1，鎖存器的

3、次態(tài)為0態(tài)。 信號消失后新的狀態(tài)將被記憶下來。,1,0,若初態(tài) Q n = 0,0,1,0,若初態(tài) Q n = 1,1,0,0,0,0,1,R=1、S=0,置0,1,1,1,0,0,S=1 、 R=1,無論初態(tài)Q n為0或1，觸發(fā)器的次態(tài) 、 都為0 。,狀態(tài)不確定,約束條件: SR = 0,當S、R 同時回到0時，由于兩個或非門的延遲時間無法確定，使得觸發(fā)器最終穩(wěn)定狀態(tài)也不能確定。,觸發(fā)器的輸出既不是0態(tài)，也不是1態(tài),3）工作波形,（設初態(tài)為0）,置1,置1,置0,4）用與非門構(gòu)成的基本SR鎖存器,、,c.國標邏輯符號,a.電路圖,低電平有效,約束條件:,例 運用基本SR鎖存器消除機械開關(guān)觸

4、點抖動引起的脈沖輸出。,利用基本SR鎖存器去抖動：,2. 邏輯門控SR鎖存器,電路結(jié)構(gòu),基本SR鎖存器,使能信號控制門電路,2、工作原理,S=0，R=0：Qn+1=Qn,S=1，R=0：Qn+1=1,S=0，R=1：Qn+1=0,S=1，R=1：Qn+1= ,E=1：,E=0：,狀態(tài)發(fā)生變化。,狀態(tài)不變,5.2.2 D 鎖存器,1. 邏輯門控D鎖存器,國標邏輯符號,邏輯電路圖,S =0 R=1,D=0,Q = 0,D=1,Q = 1,= D,S =1 R=0,D鎖存器的功能表,邏輯功能,2. 傳輸門控D鎖存器,(c) E=0時,(b) E=1時,(a) 電路結(jié)構(gòu),TG2導通， TG1斷開,TG

5、1導通， TG2斷開,Q = D,Q 不變,(c) 工作波形,（設初態(tài)為0）,3. D鎖存器的動態(tài)特性,定時圖:表示電路動作過程中，對各輸入信號的 時間要求以及輸出對輸入信號的響應時間。,動態(tài)特性反映其觸發(fā)器對輸入信號和時鐘信號間的時間要求， 以及輸出狀態(tài)對時鐘信號響應的延遲時間。,保持時間tH ：保證D狀態(tài)可靠地傳送到Q,建立時間tSU ：保證與D 相關(guān)的電路建立起穩(wěn)定的狀態(tài)，使觸發(fā)器狀態(tài)得到正確的轉(zhuǎn)換。,最高觸發(fā)頻率fcmax ：觸發(fā)器內(nèi)部都要完成一系列動作，需要一定的時間延遲，所以對于CP最高工作頻率有一個限制。,觸發(fā)脈沖寬度tW ：保證內(nèi)部各門正確翻轉(zhuǎn)。,傳輸延遲時間tPLH和tPHL ：時鐘脈沖CP上升沿至輸出端新狀態(tài)穩(wěn)定建立起來的時間,74HC/HCT373 八D鎖存器,4. 典型集成電路,74HC/HCT373的功