数电课件：第五章触发器.ppt

1、第五章第五章 触发器触发器主要内容主要内容一、触发器的基本形式一、触发器的基本形式二、触发器功能的描述方法二、触发器功能的描述方法三、时钟控制的触发器三、时钟控制的触发器五、触发器的应用举例五、触发器的应用举例四、集成边沿触发器概述四、集成边沿触发器概述02一、触发器的基本形式：一、触发器的基本形式： 基本基本RS触发器触发器03&QQDRDS反馈反馈两个输入端两个输入端两个输出端两个输出端基本基本RS触发器：触发器：基本结构基本结构04基本基本RS触发器：触发器：状态分析状态分析&QQDRDSRDSD=01时时10QQRDSD=10时时01QQRDSD=11时时 输出保持原状态输出保持原状态

2、RDSD=00时时 11QQ但当但当RDSD=00同时变为同时变为11时，翻转快时，翻转快的门输出变为的门输出变为0，另一个不得翻转。，另一个不得翻转。基本触发器的状态功能表基本触发器的状态功能表Q061. 可用可用 Q 的值表示触发器的状态。的值表示触发器的状态。Q 0, 称触发器处于称触发器处于 0 状态，状态，Q1，为，为 1 状态。状态。基本基本RS触发器：触发器：学习小结学习小结2. 输入信号作用前的状态称现态，用输入信号作用前的状态称现态，用Qn 或或Q 表示，输入作用后触发器的新状态称表示，输入作用后触发器的新状态称次态，用次态，用Qn1表示。表示。073. SD端加入负脉冲可使

3、端加入负脉冲可使Q = 1，称为，称为“置位置位”或或“置置 1 ”端；端；RD端加入负脉冲，使端加入负脉冲，使 Q = 0，RD 称为称为“复位复位”或或“ 清清 0 ”端。端。基本基本RS触发器：触发器：学习小结学习小结4. RDSD=00时，两个输出均为稳定的时，两个输出均为稳定的1状态，状态，但两个输出不是非的关系了；另外，如果但两个输出不是非的关系了；另外，如果出现输入从出现输入从00同时变同时变11，输出则不确定。，输出则不确定。为了避免这个情况，要加为了避免这个情况，要加RDSD1的输的输入约束条件。入约束条件。08二、触发器功能的描述方法二、触发器功能的描述方法 （以基本以基本

4、RS触发器为例触发器为例）09SD Q QRD描述方法描述方法1：状态转移真值表（状态表）状态转移真值表（状态表） 用真值表的形式画出电路输入、现态与用真值表的形式画出电路输入、现态与电路输出、次态之间的逻辑关系。电路输出、次态之间的逻辑关系。基本基本RS触触发器的状态表是：发器的状态表是：等效等效降维降维10描述方法描述方法2：次态卡诺图与状态方程次态卡诺图与状态方程 也可根据状态表画出电路输出、次态之也可根据状态表画出电路输出、次态之卡诺图；写出函数表达式，就是状态方程。卡诺图；写出函数表达式，就是状态方程。基本基本RS触发器的卡诺图和状态方程是：触发器的卡诺图和状态方程是：QRDSD00

5、01111001Qn111DDnDDnRSQRSQ11描述方法描述方法3：状态转移图（状态图）状态转移图（状态图） 与激励表与激励表 也可用图表示状态转移规律；用激励表也可用图表示状态转移规律；用激励表表示现态到次态变化时对输入的要求。表示现态到次态变化时对输入的要求。基本基本RS触发器的状态图和激励表是：触发器的状态图和激励表是：RD= 1SD= 001RD=SD=1SD=RD=1RD= 0SD= 1 QnQn+1 RD SD0 0 10 11 01 00 11 11 不定不定QQRDSDQn+1Q描述方法描述方法4：波形图波形图 反映触发器状态在输入激励下随时间变反映触发器状态在输入激励下

6、随时间变化的规律。化的规律。基本基本RS触发器工作的波形图是：触发器工作的波形图是：13三、时钟控制的触发器三、时钟控制的触发器 实际应用中必须协调各触发器状态改实际应用中必须协调各触发器状态改变的时刻，使其按一定的节拍动作。为变的时刻，使其按一定的节拍动作。为此，加时钟脉冲控制信号此，加时钟脉冲控制信号CP，称，称钟控触钟控触发器发器。14钟控触发器的分类钟控触发器的分类 按触发引导电路的不同，触发器又分成按触发引导电路的不同，触发器又分成以下不同种类：以下不同种类： 钟控钟控RS触发器触发器 钟控钟控 D 触发器触发器 钟控钟控 T (T ) 触发器触发器 钟控钟控JK触发器触发器15&Q

7、Q&RSCP时钟信号时钟信号1. 钟控钟控RS触发器触发器DRDS逻辑符号逻辑符号1SSCPC1 Q Q1RR16CPCP=0时时011触发器保持原态触发器保持原态&QQ&RSDRDS17CP=1时时1RS&QQ&RSCPDSDR输出随输入改变输出随输入改变18钟控钟控RS触发器的功能表触发器的功能表Q19CP1时的状态表、状态图和状态方程时的状态表、状态图和状态方程01SRQRSQnnR = 0S = 101R = S = 0S = R = 0R = 1S = 020D&QQ&CP输入端输入端2. 钟控钟控D触发器触发器逻辑符号逻辑符号1DDCPC1 Q Q21CP=0时时011保持保持D&

8、QQ&CP输出保持原态输出保持原态22CP=1时时1D&QQ&CPDQn123CP1 时功能表时功能表状态图状态图 D = 101D = 0 D = 1 D = 024输入端输入端3. 钟控钟控T触发器触发器逻辑符号逻辑符号1TTCPC1 Q QT&QQ&CP25CP0 时时 触发器状态保持触发器状态保持CP1 时时 功能分析：功能分析：nnQTQ1状态图状态图 T = 101T = 0 T = 0 T = 1状态表状态表nQ26钟控钟控T 触发器触发器对钟控对钟控T触发器，如令触发器，如令 T1，就是，就是钟控钟控T 触发器了。触发器了。CP 1 时时nnQQ1T 触发器实现状态连续翻转。触

9、发器实现状态连续翻转。271JJCPC1 Q Q1KK逻辑符号逻辑符号4. 钟控钟控JK触发器触发器J&QQ&CPK28CP0 时时 触发器状态保持触发器状态保持CP1 时时 功能分析：功能分析：状态图状态图状态表状态表nnnQKQJQ1J = 1K = 01K = J = 0K = 0J = J = K = 1nQ29电平控制类触发器存在的问题电平控制类触发器存在的问题1. 希望状态的每次翻转都由希望状态的每次翻转都由CP控制，控制，正脉冲不能太长，否则触发器正脉冲不能太长，否则触发器将产生将产生空翻空翻现象（现象（CP=1期间，期间，输出状态翻转若干次）。输出状态翻转若干次）。2. 为了解

10、决空翻现象，可以采用为了解决空翻现象，可以采用边边沿触发沿触发的触发器。的触发器。30四、集成边沿触发器概述四、集成边沿触发器概述边沿触发边沿触发方式的特点是：触发器状态方式的特点是：触发器状态只在时钟跳转时翻转，而在只在时钟跳转时翻转，而在CP=1或或CP=0期间，输入端的任何变化都不影响输出。期间，输入端的任何变化都不影响输出。如果翻转只发生在上升沿时称如果翻转只发生在上升沿时称“上升沿上升沿触发触发”的触发器的触发器 ；如果翻转只发生在下降；如果翻转只发生在下降沿称沿称“下降沿触发下降沿触发”的触发器。的触发器。31边沿触发器的工作原理简介边沿触发器的工作原理简介 （以上升沿触发的以上升

11、沿触发的D触发器为例触发器为例）32&e&fQQ&c&d&a&bDCP设原态设原态Q=0并设并设D=11CP=0期间，期间，c 、d被锁，被锁，输出为输出为1。00110331c=1 、d=1反馈到反馈到a、b的输入，的输入，a、b输出输出为为0、1。001111010&e&fQQ&c&d&a&bDCP34CP正沿到正沿到达时达时c、d开开启，使启，使c=1，d=0。11110110Q翻转为翻转为101&e&fQQ&c&d&a&bDCP35CP正沿过正沿过后，后，d=0将将c封锁封锁,并使并使b=1，维持，维持d=0。11001因此以后因此以后CP=1期期间间D的变的变化不影响化不影响输出。输

12、出。001&e&fQQ&c&d&a&bDCP36上升沿触发的上升沿触发的D触发器功能表触发器功能表正沿触发正沿触发37从上表：从上表：CP时，时，DQn1 CP其他时其他时，nnQQ1上升沿触发的集成上升沿触发的集成D触发器触发器CPQQD38逻辑符号的意义逻辑符号的意义CPQQ下降沿触发下降沿触发上升沿触发上升沿触发39边沿边沿触发触发DCPQQD同理：同理：CP 时，时， CP其他时其他时，nnQQ1下降沿触发的集成下降沿触发的集成JK触发器触发器40CPQQ J KnnnQKQJQ141RDSDCPQQJ1J2K1K2逻辑符号的意义逻辑符号的意义RDSDCPQQD1D21. 以后应用中如

13、不指明，均是边沿触发以后应用中如不指明，均是边沿触发器。器。2. 边沿触发抗干扰能力强，且不存在空边沿触发抗干扰能力强，且不存在空翻，应用广泛。翻，应用广泛。42五、触发器的运用：五、触发器的运用： 不同触发器逻辑功能的替代不同触发器逻辑功能的替代 触发器应用举例触发器应用举例 431. JK转换成转换成D触发器触发器CQQKJD CP触发器逻辑功能的替代触发器逻辑功能的替代由于由于nnnQKQJQ1nnnDQQDDQ1而而令令DJ DK 442. JK转换成转换成T触发器触发器CQQKJTCP触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换nnnQKQJQ1由于由于而而nnnQTQTQ1令令TKJ4

14、53. D转换成转换成T 触发器触发器CQQDCP触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换DQn1由于由于而而nnQQ1令令nQD 46例例1：四人抢答电路四人抢答电路。四人参加比赛，每。四人参加比赛，每人一个按钮，其中最先按下按钮者，相应人一个按钮，其中最先按下按钮者，相应的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。的指示灯亮；其他人再按按钮不起作用。电路的核心用电路的核心用74LS175四四D触发器。其触发器。其内部包含了四个内部包含了四个D触发器，各输入、输出触发器，各输入、输出以字头相区别，管脚图见下页。以字头相区别，管脚图见下页。触发器的应用举例触发器的应用举例47CLRD CPQQCLRD

15、 CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQ1QQ11D2QQ22DGND4QQ44D3QQ33D时钟时钟请零请零USC公用清零公用清零公用时钟公用时钟74LS175管脚图管脚图48+5V1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP& 1& 2& 3清零清零CP赛前先清零赛前先清零0输出为零发输出为零发光管不亮光管不亮74LS17549CP进入进入D触发器触发器1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP+5V& 1& 2& 3清零清零CP1反相端都为反相端都为1174LS175501Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP& 1& 2& 3清零清零CP+5V若有一按钮被按下，若有一按钮被按下，比如第一个钮。比如第一个钮。=1=000被封被封此时其它按钮再此时其它按钮再按下，由于没有按下，由于没有CP 不起作用。不起作用。CQ2DCJKCPQ11例例2 画出图中画出图中Q1、Q2 的波形，两个触发的波形，两个触发器的初始状态均为器的初始状态均为0。触发器的应用举例触发器的应用举例52211111QQQKQJQn112QDQnCPQ2 0Q1 053