數(shù)字電路教材5 - PowerPoint Presentation

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1、第四章觸發(fā)器本章重點(diǎn)各種電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器所具有的動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器邏輯功能的分類和觸發(fā)器功能的描述方法§4.1概述什么是觸發(fā)器？能夠存儲(chǔ)1位二進(jìn)制信號(hào)的基本單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。觸發(fā)器的兩個(gè)基本特點(diǎn)1.具有兩個(gè)能自行保持的狀態(tài)，用來表示邏輯狀態(tài)的0和1，或二進(jìn)制數(shù)的0和1。2.根據(jù)不同的輸入信號(hào)可以置成1或0狀態(tài)。觸發(fā)器的分類按電路結(jié)構(gòu)形式分：基本RS、同步RS、主從、維持阻塞、CMOS邊沿觸發(fā)器等。按邏輯功能不同分：RS、JK、T、D觸發(fā)器等。按存儲(chǔ)數(shù)據(jù)原理不同分：靜態(tài)、動(dòng)態(tài)?！?.2觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)一、基本RS觸

2、發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)1.用或非門構(gòu)成與組合電路的根本區(qū)別在于:電路中有反饋線。Q和—輸出端，一般情況下，兩個(gè)輸出端狀態(tài)互補(bǔ)SD－置1輸入端（置位端）RD－置0輸入端（復(fù)位端）1狀態(tài)—Q=1,=00狀態(tài)—Q=0,=1特性表：SDRDQn（原態(tài)）Qn+1（次態(tài)）功能說明00000101保持原狀態(tài)1000111置1（置位）01010100置0（復(fù)位）1111010*0*狀態(tài)不定SD和RD同時(shí)回到0后無法斷定觸發(fā)器回到1狀態(tài)還是0狀態(tài)。約束條件：SDRD=02.用與非門構(gòu)成Qn（原態(tài)）Qn+1（次態(tài)）功能說明1110101保持

3、原狀態(tài)01010111置1（置位）1000100置0（復(fù)位）0000011*1*狀態(tài)不定觸發(fā)信號(hào)低電平有效約束條件：SDRD=03.動(dòng)作特點(diǎn)輸入信號(hào)的全部作用時(shí)間里，都能直接改變輸出端的狀態(tài)。所以基本RS觸發(fā)器又稱為直接置位、復(fù)位觸發(fā)器。書例4.2.1：給出和的波形，畫出Q和端對應(yīng)的電壓波形當(dāng)、都為高電平時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變；當(dāng)變低電平時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為1狀態(tài)；當(dāng)變低電平時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)；不允許、同時(shí)為低電平。例4.1:由與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器(1)＝0，加脈沖時(shí)，輸出端的狀態(tài)怎樣？(2)＝1，加脈沖時(shí)，輸出端

4、的狀態(tài)怎樣？(3)令，加脈沖，輸出端狀態(tài)怎樣？基本RS觸發(fā)器特點(diǎn)總結(jié)1.電路具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)（狀態(tài)1和狀態(tài)0）。2.在一定的信號(hào)作用下，兩個(gè)穩(wěn)態(tài)間可以相互轉(zhuǎn)換。3.信號(hào)撤走以后，電路的穩(wěn)態(tài)能保持不變，即電路具有記憶功能，能存放1對二進(jìn)制(0,1)信息。4.由于反饋線的存在，無論是復(fù)位還是置位，有效信號(hào)只需要作用很短的一段時(shí)間，即“一觸即發(fā)”。二、同步RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)給觸發(fā)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。具有時(shí)鐘脈沖控制的觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時(shí)鐘脈沖同步，所以稱為同步

5、觸發(fā)器。1.電路的結(jié)構(gòu)與工作原理當(dāng)CP＝0時(shí)，控制門G3、G4關(guān)閉，都輸出1。這時(shí)，不管R端和S端的信號(hào)如何變化，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。當(dāng)CP＝1時(shí)，G3、G4打開，R、S端的輸入信號(hào)才能通過這兩個(gè)門，使基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，其輸出狀態(tài)由R、S端的輸入信號(hào)決定。RSQnQn+1功能說明00000101保持原狀態(tài)01010111置110100100置01111011*1*輸出狀態(tài)不穩(wěn)定特性表(CP=1時(shí))約束條件：SR=0有時(shí)需在CP信號(hào)到來之前(CP=0)將觸發(fā)器預(yù)先置成指定的狀態(tài)，為此同步RS觸發(fā)器上還設(shè)有異步置位輸

6、入端和異步復(fù)位輸入端。正常工作時(shí)應(yīng)使它們處于高電平。2.動(dòng)作特點(diǎn)電平觸發(fā)：CP=1的全部時(shí)間內(nèi)S和R的變化都將引起觸發(fā)器輸出端狀態(tài)的變化。所以，如果在CP=1期間R、S發(fā)生多次變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)也可能發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)。在一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期中，觸發(fā)器發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫做空翻?？辗且环N有害的現(xiàn)象，它使得時(shí)序電路不能按時(shí)鐘節(jié)拍工作，造成系統(tǒng)的誤動(dòng)作。書例4.2.2圓圈中為干擾脈沖，使Q=13.D型鎖存器三、主從觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)1.電路結(jié)構(gòu)與工作原理(1)主從RS觸發(fā)器由兩級(jí)同步RS觸發(fā)器串聯(lián)組成。G1~G4組成從觸發(fā)器

7、，G5~G8組成主觸發(fā)器。CP與CP’互補(bǔ)，使兩個(gè)觸發(fā)器工作在兩個(gè)不同的時(shí)區(qū)內(nèi)。工作原理主從RS觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)分為兩個(gè)節(jié)拍：①當(dāng)CP＝1時(shí)，CP’＝0，從觸發(fā)器被封鎖，保持原狀態(tài)不變：主觸發(fā)器工作，接收R和S端的輸入信號(hào)。②當(dāng)CP由1躍變到0時(shí)，即CP=0、CP’＝1。主觸發(fā)器被封鎖，輸入信號(hào)R、S不再影響主觸發(fā)器的狀態(tài)；從觸發(fā)器工作，接收主觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)。特點(diǎn)：①功能和同步RS觸發(fā)器一樣，只是主從RS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。②CP一旦變?yōu)?后，主觸發(fā)器被封鎖，其狀態(tài)不再受R、S影響，因

8、此不會(huì)有空翻現(xiàn)象。存在問題(1)主觸發(fā)器仍存在空翻現(xiàn)象(2)仍需遵循約束條件SR=0書例4.2.3(2)主從JK觸發(fā)器為了克服主從RS觸發(fā)器使用時(shí)必須遵循SR=0約束條件的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)。J=K=1時(shí)，。主從JK觸發(fā)器特性表JKQnQn+1功能說明00000101保持原狀態(tài)01010100置01010011