( 1-1)
第 22章触发器和时序逻辑电路
(1)
( 1-2)
触发器输出有两种可能的状态,0,1
输出状态不只与现时的输入有关,还与原来的输出状态有关触发器是有记忆功能的逻辑部件按功能分类,R-S触发器,D型触发器、
JK触发器,T型触发器等按稳定状态分类:双稳态触发器、单稳态 触发器、无稳态触发器
( 1-3)
&a &b
Q Q
DR DS
反馈两个输入端两个输出端
22.1双稳态触发器
22.1.1 RS触发器
1,基本 RS触发器
( 1-4)
&a &b
Q Q
DR DS
原状态 10 QQ
1
1
0
0
1
0 1
0
输出仍保持 10 QQ
输入 =0(1 0 1),=1时
DR DS
( 1-5)
&a &b
Q Q
DR DS
原状态 01 QQ
0
1
1
1
1
0 1
0
输出变为 10 QQ
输入 =0(1 0 1),=1时
DR DS
( 1-6)
原状态 10 QQ
1 0
1 01
0
1
1
输出变为 01 QQ
&a &b
Q Q
DR DS
输入 =1,=0(1 0 1)时
DR DS
( 1-7)
原状态
01 QQ
0
0
1
1
0
1 0
1
输出保持
01 QQ
&a &b
Q Q
DR DS
输入 =1,=0(1 0 1)时
DR DS
( 1-8)
原状态
10
1 11
0
0
1
输出保持原状态
01 QQ
01 QQ
&a &b
Q Q
DR DS
输入 =1,=1时DR DS
( 1-9)
原状态
10 QQ
01
1 10
1
1
0
输出保持原状态 10 QQ
&a &b
Q Q
DR DS
输入 =1,=1时DR DS
( 1-10)
0 0
1 1
输出全是 1
但当 RD=SD=0同时变为 1时,翻转快的门输出变为 0,另一个不得翻转。
&a &b
Q Q
DR DS
输入 =0(1 0 1),=0(1 0 1)时
DR DS
( 1-11)
基本触发器的功能表
Q
Q
1 1 保持原状态
0 1 0 1
1 0 1 0
0 0 同时变为 1 后不确定
DR DS
( 1-12)
基本触发器的特点总结:
( 1)有两个互补的输出端,有两个稳定的状态。
( 2)有复位( Q=0)、置位( Q=1)、保持原状态三种功能。
( 3)由于反馈线的存在,无论是复位还是置位,有效信号只需要作用很短的一段时间,即,一触即发,。
( 1-13)
2.可控 RS触发器
&c &d
Q Q
DR DS
&a &b
R SC时钟信号直接置 0
、置 1
R,S为输入控制端
( 1-14)
&c &d
Q Q
DR DS
&a &b
R SC
C=0时
0
1 1
触发器保持原态
( 1-15)
C=1时
1
R S
&c &d
Q Q
DR DS
&a &b
R SC
( 1-16)
RS触发器的功能表
C R S Q
0 φ φ 保持
1 0 0 保持
1 0 1 1 0
1 1 0 0 1
1 1 1 不确定
Q
( 1-17)
简化的功能表
R S Q n+1
0 0 Q n
0 1 1
1 0 0
1 1 不确定
Qn+1 ---下一状态
(一个时钟脉冲过后的状态)
Qn ---原状态
( 1-18)
逻辑符号
R SC
QQ
DR DS
( 1-19)
例:画出 RS触发器的输出波形 。
CP
R
S
Q
Q
Set Reset 使输出全为 1
CP撤去后状态不定
( 1-20)
22.1.2 JK触发器
JK触发器有两个输入控制端 J,K,
它 的功能最完善
Q Q
R2 S2C
F从Q Q
R1 S1C
F主
QQ
CP
K JCP
1
( 1-21)
JK触发器的功能
=0 =0
被封锁保持原态
J=K=0时:
K J
R2 S2C
F从Q Q
R1 S1C
F主
CP
QQ
CP
1
( 1-22)
JK触发器的功能
=1 =1
J=K=1时:
K J
R2 S2C
F从Q Q
R1 S1C
F主
CP
QQ
CP
1
状态翻转
( 1-23)
JK触发器的功能
=0 =1
Qn=0时
0 1
Qn+1=1
1
J=1,K=0时:
分两种情况
( Q=0,Q=1)
K J
R2 S2C
F从Q Q
R1 S1C
F主
CP
QQ
CP
1
( 1-24)
JK触发器的功能
=0 =1
Qn=1时
1 0
0 0
F主 被封保持原态
Qn+1 =1
K J
R2 S2C
F从Q Q
R1 S1C
F主
CP
QQ
CP
1
( 1-25)
JK触发器的功能
=1 =0
Qn+1=0
同样原理:
J=0,K=1时:
K J
R2 S2C
F从Q Q
R1 S1C
F主
CP
QQ
CP
1
( 1-26)
J K Q n+1
0 0 Q n
0 1 0
1 0 1
1 1
nQ
功能表 逻辑符号
C
Q
Q
K J
DR DS
( 1-27)
时序图
CP
K
J
Q
J?Q
保持 T
( 1-28)
1,JK触发器转换成 D触发器
C
Q
Q
K J
D CP
22.1.3 触发器逻辑功能的转换
( 1-29)
D Q n +1
0 0
1 1
功能表 逻辑符号
D C
Q
Q
DR DS
( 1-30)
CP
D
Q
Q
例:画出 D触发器的输出波形。
( 1-31)
2,JK触发器转换成 T触发器
C
Q
Q
K J
T
CP
( 1-32)
T
0
1
nQ
nQ
1?nQ
功能表
RD SDC
QQ
T
逻辑符号
( 1-33)
时序图
CP
Q
T
( 1-34)
3,D触发器转换成 T′触发器
C
QQ
D
CP
( 1-35)
CP
D
Q
t1 t2
Q?
D在 CP=1期间有干扰,便产生了错误的输出。
因此,主从触发器不允许在 CP=1期间有干扰,
否则可能产生误动作。
22.1.4 触发器的触发方式
1,主从触发方式
( 1-36)
2,边沿触发方式为了免除 CP=1期间输入控制电平不许改变的限制,可采用 边沿触发 方式。其特点是:触发器只在时钟跳转时发生翻转,
而在 CP=1或 CP=0期间,输入端的任何变化都不影响输出。
如果翻转发生在上升沿就叫,上升沿触发,或,正边沿触发,。如果翻转发生在下降沿就叫,下降沿触发,或,负边缘触发,。
( 1-37)
&e &f
Q Q
&c &d
&a &b
D CP
设原态 Q=0
并设 D=1
1
CP=0期间,
c,d被锁,
输出为 1。
0
0
11
0维持 — 阻塞 D触发器
( 1-38)
1
c=1,d=1
反馈到 a、
b的输入,
a,b输出为 0,1。
0
0
11
11
0 1
0
&e &f
Q Q
&c &d
&a &b
D CP
( 1-39)
CP正沿到达时 c,d开启,
使 c=1,d=0。
1
1
11
0 1
1 0
Q翻转为 1
0 1
&e &f
Q Q
&c &d
&a &b
D CP
( 1-40)
CP正沿过后,d=0将
c封锁,并使
b=1,维持
d=0。
1
1 0
0 1
因此以后
CP=1期间 D的变化不影响输出。 0
0
1
&e &f
Q Q
&c &d
&a &b
D CP
其它情况,请自己分析。
( 1-41)
CP D Q
n +1
0? Q
n
1? Q
n
0 0
1 1
边沿触发的 D触发器功能表正沿触发
( 1-42)
逻辑符号
C
Q
Q
C
Q
Q
负沿触发 正沿触发
( 1-43)
1、在应用触发器时,要特别注意触发形式,否则很容易造成整个数字系统工作不正常。
2、边沿触发抗干扰能力强,且不存在空翻,应用较广泛。
( 1-44)
第 22章
( 1)