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1、第4章 触发器,触发器(FF:Flip-Flop,或Trigger)：具有记忆功能，能够存储一位二进制信号(0或1)的基本逻辑单元。触发器在逻辑功能上具有以下基本特点：有两个自行保持的稳定状态，“0”和“1”状态。根据输入信号的不同可以置成“0”或“1”状态。输入信号消失后，能将获得的状态保持。,第4章 触发器,分类：静态触发器、动态触发器静态触发器：依靠电路的自锁存储数据；动态触发器：通过在MOS管栅极输入电容上存储电荷来存储数据，如有电荷时是0，无电荷时为1。,第4章 触发器,静态触发器：根据电路结构分为基本RS触发器同步触发器主从触发器维持阻塞触发器边沿触发器根据逻辑功能分为RS触发器T
2、触发器D触发器JK触发器,第4章 触发器,4.1 基本触发器4.2 边沿触发器维持阻塞触发器利用CMOS传输门的边沿触发器利用传输延迟时间的边沿触发器4.3 触发器逻辑功能间转换,4.1 基本触发器,基本RS触发器 与非门构成 电路结构,组合电路，无记忆功能,图4-1 基本RS触发器,R=S=1,基本RS触发器,工作原理(逻辑功能分析),图4-1 基本RS触发器,无意义禁止出现之约束项,置1端(置位端),置0端(复位端),特性表(状态真值表)特性方程,基本RS触发器,逻辑符号 特点无CP，输入的R、S随时确定Q的状态。应用各种触发器基本单元直接置0、置1,基本RS触发器,动画,或非门构成 电路
3、结构,基本RS触发器,基本RS触发器,工作原理(逻辑功能分析),无意义禁止出现之约束项,特性表(状态真值表)特性方程,基本RS触发器,逻辑符号 画波形图,基本RS触发器,S,R,Q,基本RS触发器应用电路,无震颤开关电路,机械开关在静止到新的位置之前其机械触头将要震颤几次。图4-3电路可以解决震颤问题。,Q,声报警控制电路,0,故障信号,1,0,1,0,1,0,1,0,不发声,1,1,0,1,发声,如按下消音按钮,0,1,0,1,0,1,0,1,0,不发声,同步RS触发器,或非门构成 电路结构,基本RS触发器,控制门,CP=0，将R、S信号封锁。A=B=0；基本RS触发器输入为0时，保持原状态
4、不变。,时钟脉冲,工作原理,同步RS触发器,或非门构成 工作原理,R=S=0,R=0，S=1,R=1，S=0,R=S=1,R、S同时由10时，状态不定,无意义,同步RS触发器,或非门构成 特性表,CP=1期间有效,特性方程,同步RS触发器,与非门构成 电路结构,基本RS触发器,控制门,时钟脉冲,工作原理,CP=0，将R、S信号封锁。A=B=1；基本RS触发器输入为1时，保持原状态不变。,同步RS触发器,与非门构成 工作原理,R=0，S=1,R=1，S=0,R=S=1,R、S同时由10时，状态不定,无意义,R=S=0,同步RS触发器,与非门构成 特性表,CP=1期间有效,特性方程,同步RS触发器
5、,与基本RS触发器的比较相同点：特性方程是一样的，即逻辑功能一致；区别：基本RS，无时钟控制，随时根据R、S信号确定触发器状态；同步RS，有时钟控制，CP=1 期间有效，R、S确定触发器状态，抗干扰能力比基本RS强。,同步RS触发器,与或非门构成,CP=0，将R、S信号封锁。保持原状态不变。,CP=1,R=S=0,R=0，S=1,R=1，S=0,R=S=1,R、S同时由10时，状态不定,无意义,CP=1期间有效,同步D触发器,电路结构,同步RS触发器,非门将两输入端合为D,逻辑符号,同步D触发器,工作原理,CP=0，控制门3、4封锁，触发器状态不变。,CP=1,D=0，R=1，S=0,D=1，
6、R=0，S=1,CP=1期间有效,特性方程,同步D触发器,特性表,同步D触发器,与非门构成,CP=1,同步D触发器,CMOS TG门与反相器构成,工作原理,CP=1,保持原状态,导通,截止,CP=0,导通,截止,同步D触发器,CMOS TG门与反相器构成,特性表,特性方程,CP=0期间有效,同步D触发器,D触发器特点CP控制，无约束在CP=1(或0)期间，Q随D变化，抗干扰能力不理想。,4.2 边沿触发器,增强抗干扰能力，使触发器状态只在时钟边沿时由输入确定状态。,TTL 边沿触发器,D触发器电路组成,工作原理,CP=0，门4、5封锁。,基本RS触发器,门6,门3,TTL 边沿触发器,D触发器
7、工作原理,D=0,D=1,TTL 边沿触发器,D触发器工作原理,此时，门5,CP上升沿到来时，Q2、Q3的输出都稳定，,D=0,或,置0,TTL 边沿触发器,D触发器工作原理,由于Q3=0封锁门6，D再变化，也不会影响Q3。,置0,门3,TTL 边沿触发器,D触发器工作原理,此时，门5,CP上升沿到来前，D=1,置1,CP=1,TTL 边沿触发器,D触发器工作原理,封锁门3、5，使,置1,由于,D再变化，也不会影响Q。,TTL 边沿触发器,D触发器特性表特性方程,CP上升沿到来后有效,边沿触发器：CP上升沿前D的信号决定触发器状态，其他时间D都无效，故称为边沿触发器，抗干扰能力极强。,TTL
8、边沿触发器,JK触发器,CP=0时，门G3、G4、G5、G6封锁，A=B=1，G5=G6=0，电路变成图4-18，J、K不起作用。,TTL 边沿触发器,JK触发器,CP到来时，CP=1,G5、G6先打开,设,G5=1，G6=0,触发器状态保持不变。,TTL 边沿触发器,JK触发器,CP=1时，自锁，触发器不变，J、K不起作用。,CP时，先G5=G6=0，在A、B还未变成全1的时间内，触发器已按J、K状态翻转完毕。,依靠与非门G3、G4的延时实现边沿控制，制造工艺要求很严。,TTL 边沿触发器,JK触发器,TTL 边沿触发器,CP下降沿有效,逻辑功能描述方法,特性表(状态真值表)特性方程驱动表：
9、触发器由现态Qn转换到次态Qn+1四种情况下，对S、R端输入状态的要求。状态转换图形象的表示出触发器状态转换的四种可能对输入端S、R状态的要求。时序波形图,逻辑功能描述方法,驱动表状态转换图,CMOS 边沿触发器,用CMOS电路也可以构成边沿D、JK触发器。,CMOS 边沿触发器,用CMOS电路也可以构成边沿D、JK触发器。,主从触发型JK触发器,反馈线,反馈线,互补时钟控制主、从触发器不能同时翻转,F主,F从,基本结构,其它结构类型触发器,动画,基本R-S触发器,导引电路,反馈线,1置1维持线2阻塞置0信号线3置0维持线4阻塞置1信号线,1,2,3,4,其它结构类型触发器,维持阻塞D触发器,
10、动画,其它逻辑功能触发器,T触发器：将JK触发器J，K两端连在一起作为T输入端，便得到了T触发器。,其它逻辑功能触发器,T触发器：当T触发器T端恒为1时，即是T触发器。其特性方程为,1,4.3 触发器逻辑功能转换,RS触发器：在CP脉冲有效时，根据R、S信号的不同，具有置0、置1和保持功能的电路。D触发器：在CP脉冲有效时，根据D的不同，具有置1、置0功能的电路。JK触发器：在CP脉冲有效时，根据J、K信号的不同，具有置1、置0、翻转、保持功能的电路。T触发器：在CP脉冲有效时，根据T的不同，凡是具有保持和翻转功能的电路。T触发器：在CP脉冲有效时，只具有翻转功能的电路。,4.3 触发器逻辑功
11、能转换,D转换为JK,Qn+1=D,4.3 触发器逻辑功能转换,JK转换为 D,Qn+1=D,1,CP,D,作业：,4-7，4-8，4-9，4-14,练习题1,图示电路由边沿JK触发器F1、F0和2线-4线译码器74LS139组成，要求：在时钟CP的作用下，画出Q1、Q0和F1、F2、F3、F4的波形(设Q1、Q0的初态为0)。,练习题1,解：电路中两个边沿JK触发器均接成D触发器工作，且有,D1=J1=Q0,CP下降沿时触发器的状态更新，且其输出Q1Q0作为2线-4线译码器74LS139的地址输入A1A0，,练习题1,CP脉冲既是两个触发器的时钟信号，又是译码器的使能控制端(低电平有效)，故当CP=1时，无论Q1、Q0为何种状态，F1、F2、F3、F4都输出高电平，当CP=0时，F1、F2、F3、F4状态由Q1、Q0状态确定。,练习题1,根据上述分析和触发器的初始状态，可画出Q1、Q0 和F1、F2、F3、F4 的波形。,练习题2,图示电路为单脉冲发生器电路，每按动一次按钮S，电路能输出一个定宽的脉冲。(1)试画出Q1、Q2的波形。(2)结合时序波形图就简要说明电路工作原理，指出电路输出的单脉冲的宽度。,练习题2,练习题2,解:,
