数字电路逻辑设计课件：5-3.PPT

1、5.3.2主从主从J- -K触发器主触发器的一次翻转现象触发器主触发器的一次翻转现象5.3.3主从主从J- -K触发器集成单元触发器集成单元5.3.1主从触发器基本原理主从触发器基本原理5.3.4集成主从集成主从J- -K触发器的脉冲工作特性触发器的脉冲工作特性5.3 主从触发器图5-3- -1 主从R- -S触发器主从R-S触发器电路结构&G5G6Q主主Q主主&G7G8RSCP&G1G2QQ&G3G41主触发器主触发器从触发器从触发器G9由两个电位触发方式的钟控触发器级联而成，分别称由两个电位触发方式的钟控触发器级联而成，分别称为主为主触发器触发器和和从触发器从触发器。主触发器的输出是从触发

2、器的输入，分别。主触发器的输出是从触发器的输入，分别受互补的时钟脉冲控制。受互补的时钟脉冲控制。5.3.1主从触发器基本原理主从触发器基本原理主从主从R- -S触发器工作原理触发器工作原理当当CP1时，主触发器打开并接收输入信号，而从触发器时，主触发器打开并接收输入信号，而从触发器被封锁，因此触发器状态保持不变。这一阶段称为被封锁，因此触发器状态保持不变。这一阶段称为准备阶段准备阶段。在在CP由负跳变至时刻由负跳变至时刻（CP的下降沿）的下降沿），主触发器被封，主触发器被封锁，状态保持不变；从触发器打开，根据这一时刻主触发器的锁，状态保持不变；从触发器打开，根据这一时刻主触发器的状态发生相应变

3、化。状态发生相应变化。当当CP后，主触发器仍被封锁，不再接收输入信号，因后，主触发器仍被封锁，不再接收输入信号，因此也不会引起触发器状态发生两次以上的翻转。此也不会引起触发器状态发生两次以上的翻转。由以上分析可见：主从由以上分析可见：主从R- -S触发器状态的转移发生在触发器状态的转移发生在CP信信号的下降沿，其逻辑功能与钟控号的下降沿，其逻辑功能与钟控R- -S触发器一致：触发器一致： （约束条件）（约束条件）01SRQRSQnn逻辑图逻辑图主从主从R- -S触发器触发器工作波形工作波形CPRSQ主主Q图5-3- -2 主从R- -S触发器工作波形主从主从J- -K触发器触发器图5-3- -

4、3 主从J- -K触发器&G5G6Q主主Q主主&G7G8KJCP&G1G2QQ&G3G41G9与主从与主从R- -S触发器对比可知：主从触发器对比可知：主从J- -K触发器消除了对输入触发器消除了对输入信号的约束条件，在信号的约束条件，在CP信号的下降沿触发，功能与钟控信号的下降沿触发，功能与钟控J- -K触触发器一致。发器一致。在在CP= =1期间，主触发器的状态转移方程为：期间，主触发器的状态转移方程为：nnnnnQKQQJQRSQ主主主主主主 1由于在主触发器状态发生改变之前，即由于在主触发器状态发生改变之前，即CP0时，时，nnQQ 主主所以：所以：nnnnQKQQJQ 1主主若在若在

5、CP由由0变变1或或CP=1期间期间，主触发器状态发生翻转，即：，主触发器状态发生翻转，即：则，主主nnQQ nnnnnQQKQQJQ 1主主这说明主触发器状态将一直保持不变，不再随输入信号的这说明主触发器状态将一直保持不变，不再随输入信号的变化而变化。这就是主触发器的变化而变化。这就是主触发器的一次翻转现象一次翻转现象。现象描述现象描述5.3.2主从主从J- -K触发器主触发器的一次翻转现象触发器主触发器的一次翻转现象逻辑图逻辑图对触发器的影响对触发器的影响由于主触发器发生一次翻转后，不能及时反映输入信号的由于主触发器发生一次翻转后，不能及时反映输入信号的后续变化；而从触发器的状态在后续变化

6、；而从触发器的状态在CP下降沿到来时与主触发器的下降沿到来时与主触发器的状态相同，因此，将使得从触发器的状态与输入信号之间的关状态相同，因此，将使得从触发器的状态与输入信号之间的关系与主从系与主从J- -K触发器状态方程描述的结果不一致。触发器状态方程描述的结果不一致。123CPJKQ主主Q不变不变不变不变图5-3- -4 主从J- -K触发器工作波形图5-3- -5 集成主从J- -K触发器KJCP&AQQ11&RDSDBDCQ主主FGHEQ主主T1T2QQ电路结构电路结构5.3.3主从主从J- -K触发器集成单元触发器集成单元直接置0端直接置1端QnQn1111010111101011Qn

7、Qn001101011010QQKJCPSDRD表5-3- -1 主从J- -K触发器功能表逻辑符号及功能说明逻辑符号及功能说明Q&K&JQSDRDCP图5-3- -5 J- -K触发器逻辑符号CP端的小圆圈表示端的小圆圈表示CP下降下降沿时触发器状态翻转。直接置沿时触发器状态翻转。直接置0端和直接置端和直接置1端的小圆圈表示低端的小圆圈表示低电平或负脉冲有效。电平或负脉冲有效。脉冲工作特性：触发器正常工作时，对时钟信号及输入信触发器正常工作时，对时钟信号及输入信号的要求。号的要求。时钟时钟CP由由0变变1及及CP=1的准备阶段，要完成主触发器状的准备阶段，要完成主触发器状态的正确转移。因此要

8、求：态的正确转移。因此要求：(1) 在在CP上升沿到达时，上升沿到达时，J、K信号已处于稳定状态，并且信号已处于稳定状态，并且在在CP=1期间，期间， J、K信号不发生变化；信号不发生变化；(2) 主触发器状态发生变化从主触发器状态发生变化从CP上升沿开始至最后稳定，上升沿开始至最后稳定，需经历需经历两级两级与或非与或非门门的延迟时间。若一级的延迟时间。若一级与或非与或非门门的延迟时间的延迟时间为为1.4tpd（tpd为为与非与非门门的平均延迟时间），则要求的平均延迟时间），则要求CP=1持续期为：持续期为：。pdCPH8 . 2 tt 5.3.4集成主从集成主从J- -K触发器的脉冲工作特性

9、触发器的脉冲工作特性CP由由1变变0时，从触发器接受主触发器的状态。时，从触发器接受主触发器的状态。设三极管设三极管T1和和T2开关的延迟时间为开关的延迟时间为0.5tpd，则从，则从CP由由1变变0直到触发器状态转移完成，需直到触发器状态转移完成，需2.5tpd时间，这就要求时间，这就要求CP=0的持的持续时间满足：续时间满足：pdCPL5 . 2 tt 触发器的工作频率：时钟信号的最高工作频率为触发器的工作频率：时钟信号的最高工作频率为pdCPLCPHmaxCP3 . 511tttf 主从主从J- -K触发器触发器主触发器有一次翻转特性，为了提高主触发器有一次翻转特性，为了提高抗干扰能力，

10、在满足对抗干扰能力，在满足对tCPH要求的条件下，尽可能使要求的条件下，尽可能使CP=1的持的持续时间缩短，采用窄脉冲触发。续时间缩短，采用窄脉冲触发。 CPQKQJQnnn1主从主从J- -K触发器是一种脉冲触发方式，由脉冲的下降沿触触发器是一种脉冲触发方式，由脉冲的下降沿触发，有时将触发器的状态方程写成：发，有时将触发器的状态方程写成：主从触发器小结主从触发器小结主从触发器由主触发器和从触发器两部分级联而成，主从触发器由主触发器和从触发器两部分级联而成，分别受两个互补的时钟信号控制。分别受两个互补的时钟信号控制。主触发器和从触发器在时钟信号的驱动下，交替工作；主触发器和从触发器在时钟信号的

11、驱动下，交替工作；状态的转移发生在时钟信号的下降沿。状态的转移发生在时钟信号的下降沿。主从触发器和相同类型的钟控触发器具有相同的状态主从触发器和相同类型的钟控触发器具有相同的状态方程，但触发方式和时机不同。方程，但触发方式和时机不同。主从主从J- -K触发器的主触发器具有一次翻转特性，因此触发器的主触发器具有一次翻转特性，因此该触发器的抗干扰能力较弱。该触发器的抗干扰能力较弱。图5-3-1 主从 R-S 触发器主触发器主触发器从触发器从触发器&G5G6Q主主Q主主&G7G8RSCP&G1G2QQ&G3G41G9图5-3-2 主从 J-K 触发器&G5G6Q主主Q主主&G7G8KJCP&G1G2QQ&G3G41G9