大学精品课件：维持阻塞触发器.ppt

1、边沿触发和电平触发 如何实现边沿触发？ -维持阻塞触发器维持阻塞触发器 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 1. 1. 电路结构与工作原理电路结构与工作原理 由由3 3个基本个基本SR锁存器组成锁存器组成 置置0维持线维持线 接受接受D、CP 输入信号输入信号 根据根据 确定确定 触发器的状态触发器的状态 RS G1 & CP Q1 & G2 G3 & & & G5 Q2 Q3 S R G4 Q4 D G6 Q Q & 0 0 1 1 1 1 D D D D 1 & C P Q 1 & G3 3 & & & Q 2 Q 3 S R Q 4 D Q Q & CP = 0 Qn+1=Qn D

2、 信号进入触发器信号进入触发器, , 为状态刷新作好准备为状态刷新作好准备 Q1 = D Q4= D 2、工作原理、工作原理: 触发器触发器, ,状态不变状态不变 G2 G1 G4 G5 G6 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 0 0 1 1 D D D D G 1 & C P Q 1 & 3 & & & G 5 Q 2 Q 3 S R G 4 Q 4 D G Q Q & 当当CP 由由0跳变为跳变为1 1 1 0 0 0 0 D D D D DQ n 1 在在CP脉冲的上升脉冲的上升 沿，触法器按此沿，触法器按此 前的前的D信号刷新信号刷新 1 1 1 1 G2 G4 G6 G5 G

3、3 2、工作原理、工作原理: 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 1 & C P Q 1 & 3 & & & G 5 Q 2 Q 3 S R G Q 4 D G 6 Q Q & 当当CP =1 置置0维持线维持线 1 1 1 1 0 0 D信号不影响信号不影响 、 的状态，的状态，Q的状态不变的状态不变 RS 0 0 置置1阻塞线阻塞线 如如Qn+1=0 G1 G2 G3 G4 G5 G6 0 0 1 1 D不能改变不能改变Q3、Q2 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 1 1 1 & C P Q 1 & 3 & & & 5 Q 2 Q 3 S R G Q 4 D G Q Q &

4、当当CP =1 0 0 1 1 置置1维持线维持线 置置0 阻塞线阻塞线 1 1 结论：结论：在在CP脉冲的上升沿到来瞬间使触发器的状态变化脉冲的上升沿到来瞬间使触发器的状态变化 D信号不影响信号不影响 、 的状态，的状态，Q的状态不变的状态不变 RS 如如Qn+1=1 G1 G2 G3 G4 G5 G6 0 0 1 1 1 1 Q2、 、Q3 状态不变状态不变 触发器的次态与触发器的次态与CP脉冲的上升沿到来前一瞬间脉冲的上升沿到来前一瞬间D的状态相同的状态相同 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 工作波形工作波形 S 1D R Q Q “1” D CP C1 CP D Q 逻辑功能表

5、逻辑功能表 维持阻塞维持阻塞D触发器状态变化产生在时钟触发器状态变化产生在时钟 脉冲的上升沿，其次态决定于该时刻前脉冲的上升沿，其次态决定于该时刻前 瞬间输入信号瞬间输入信号D。 n Q 1n Q 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 D 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 典型集成电路：典型集成电路： 74LS74和和74F74 -双双D维持阻塞触发器维持阻塞触发器 5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 工作原理（自学）工作原理（自学） 5.3.3 利用传输延迟的利用传输延迟的JKJK触发器触发器 JK触发器特性方程触发器特性方程 5.3.3 利用传输延迟的利用传输延迟的

6、JKJK触发器触发器 nnn QKQJQ 1 5.3.3 利用传输延迟的利用传输延迟的JKJK触发器触发器 1CP 1 3 2 5 4 15 1J 1RD 1K 6 1SD 1Q 1Q 1J 1K C1 R S 典型集成电路典型集成电路1/2 74F112逻辑符号逻辑符号 74F112功能表功能表 输输 入入 输输 出出 SD RD CP J K Qn+1 Qn+1 L H H L L L H H L* L* H H L* H* H H H* L* H H H* H* H L L H H H Qn Qn L H H L Qn Qn 5.3.4 触发器的动态特性触发器的动态特性 5.3.4 触发

7、器的动态特性触发器的动态特性 5.3.4 触发器的动态特性触发器的动态特性 复习思考题复习思考题 触发器有哪几种常见的电路结构？试归纳它触发器有哪几种常见的电路结构？试归纳它 们的工作原理和动作特点。们的工作原理和动作特点。 D D触发器要求时钟信号触发器要求时钟信号CPCP与输入信号与输入信号D D有什么有什么 样的定时关系？输出信号样的定时关系？输出信号Q Q和和Q Q与与CPCP有什么样有什么样 的定时关系？的定时关系？ 试画出图试画出图5.3.75.3.7中中JKJK触发器的定时图，注意触发器的定时图，注意 定时图中各信号与时钟脉冲定时图中各信号与时钟脉冲CPCP的哪一个边沿的哪一个边

8、沿 有定时关系。有定时关系。 课后习题。课后习题。 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 5.4.1 D 触发器触发器 特性方程特性方程 Qn+1=D 状态图状态图 D=1 D=0 D=0 D=1 0 1 特性表特性表 n Q 1n Q 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 D 1D C1 Q Q D CP 逻辑符号逻辑符号 Q Q & 1 & 1 1 1D C1 C J K 5.4.2 J K 触发器触发器 QKQJD nnn QKQJDQ 1 J = K= 0 Qn= 0 Qn+1= 0 Qn= 1 Qn+1= 1 J = 0 K= 1 Qn= 0 Qn+1= 0 Qn= 1

9、 Qn+1= 0 J=1 K= 0 Qn= 0 Qn+1= 1 Qn= 1 Qn+1= 1 J =K= 1 Qn= 0 Qn+1= 1 Qn= 1 Qn+1= 0 1J C1 1K Q Q J CP K 逻辑符号逻辑符号 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 不变不变 置置0 0 置置1 1 翻转翻转 翻翻 转转 1 0 0 1 1 1 1 1 置置 1 1 1 0 1 0 0 1 1 置置 0 0 0 0 1 1 1 0 0 状态不变状态不变 0 1 0 1 0 0 0 0 说说 明明 Qn+1 Qn K J 特性表特性表 1nnn QJQKQ 特性方程特性方程 JK 触发器的触发器的逻

10、辑功能逻辑功能 0 1 0 0 1 1 0 1 J 1 KQn 0 00 01 11 10 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 1J C1 1K Q Q J CP K 逻辑符号逻辑符号 翻翻 转转 1 0 0 1 1 1 1 1 置置 1 1 1 0 1 0 0 1 1 置置 0 0 0 0 1 1 1 0 0 状态不变状态不变 0 1 0 1 0 0 0 0 说说 明明 Qn+1 Qn K J 特性表特性表 状态图状态图 S=x R=0 S=0 R=x 1 0 J=X K=1 J=1 K=X J=X K=0 J=0 K=X JK 触发器的触发器的逻辑功能逻辑功能 5.4 触发器的逻辑功

11、能触发器的逻辑功能 工作波形工作波形 CP J K Q 1 0 0 1 1 1 0 0 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Q Qn n JK触发器触发器真值表真值表 1J C1 1K Q Q J CP K J K 触发器状态变化发生在时钟触发器状态变化发生在时钟 脉冲的下降沿，次态决定于该时脉冲的下降沿，次态决定于该时 刻前瞬间输入的刻前瞬间输入的J K信号信号。 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 画出触发器的工作波形画出触发器的工作波形 Q 1 C1 1K R S J CP K Q SD RD Q RD K CP SD J 5.4 触发器的逻辑功能触发器

12、的逻辑功能 1J C1 1K Q Q 5.4.3 T触发器触发器 T 特性方程特性方程 状态转换图状态转换图 功能表功能表 n Q 1n Q 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 T nnn QTQTQ 1 T=1 T=1 T=0 T=0 0 1 1T C Q Q T CP 逻辑符号逻辑符号 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 T触发器触发器 1J C1 1K Q Q 1 Q Q CP C 逻辑符号逻辑符号 特性方程特性方程 nn QQ 1 上升沿触发的上升沿触发的T触发器触发器 时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。 5.4 触发器的逻辑功能

13、触发器的逻辑功能 5.4.4 SR触发器触发器 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 特性表特性表 逻辑符号逻辑符号 状态不定状态不定 0 1 1 1 1 1 置置1 0 1 0 0 1 1 置置0 0 1 1 1 0 0 状态不变状态不变 0 1 0 0 0 0 说说 明明 Qn+1 Qn R S 0 1 0 0 1 1 1S C1 1R Q Q S CP R 5.4.4 SR触发器触发器 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 特性方程特性方程 状态图状态图 1 Q R S Q n n 0 SR 约束条件约束条件 S = 1 R = 0 S =0 R =1 S = 0 R = X S

14、 = X R = 0 0 1 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 1D C1 Q Q D CP 1J C1 1K Q Q J CP K 1T C1 Q Q T CP 1S C1 1R Q Q S CP R 1D C1 Q Q D CP 1J C1 1K Q Q J CP K 1T C1 Q Q T CP 1S C1 1R Q Q S CP R 上升沿触发的不同功能触发器上升沿触发的不同功能触发器 下降沿触发的不同功能触发器下降沿触发的不同功能触发器 5.4.5 D 触发器功能的转换触发器功能的转换 1.D 触发器构成触发器构成 J K 触发器触发器 Q Q & 1 & 1 1 1D C1

15、 C J K 1nnn QJQKQ Qn+1 = D QKQJD 组合组合 电路电路 Q Q 1D C1 C D K J 2. D 触发器构成触发器构成 T 触发器触发器 QTQTQTD 组合组合 电路电路 Q Q 1D C1 C D T Qn+1 = D nnn QTQTQ 1 Q Q 1D C1 = =1 1 T C Q Q 1D C1 T C = = 5.4.5 D 触发器功能的转换触发器功能的转换 3. D 触发器构成触发器构成 T 触发器触发器 Qn+1 = D Q Q 1D C1 C nn QQ 1 n QD CP Q T 触发器可实现二分频逻辑功能触发器可实现二分频逻辑功能 5.

16、4.5 D 触发器功能的转换触发器功能的转换 ：输入信号电平直接控制其状态输入信号电平直接控制其状态 传输门控锁存器：传输门控锁存器： 维持阻塞维持阻塞触发器触发器 传输延迟结构触器传输延迟结构触器 存储单元存储单元 锁存器锁存器 触发器触发器 主从触发器主从触发器 基本基本SR锁存器锁存器 在使能电平作用下由输在使能电平作用下由输 入信号决定其状态。入信号决定其状态。 在时钟脉冲的上升在时钟脉冲的上升 沿或下降沿作用下改变沿或下降沿作用下改变 状态。状态。 小小 结结 1、结构与、结构与工作特点工作特点 逻辑门控锁存器：逻辑门控锁存器： 2 2、结构与工作特点、结构与工作特点 3、触发器的电

17、路结构与逻辑功能、触发器的电路结构与逻辑功能 逻辑功能逻辑功能 D触发器触发器 T（T）触发器）触发器触发器触发器 JK触发器触发器 SR触发器触发器 逻辑功能的描述方式：逻辑功能的描述方式： 特性表、特性方程和特性表、特性方程和 状态图、波形图。状态图、波形图。 触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。 1D C1 Q Q D CP 1J C1 1K Q Q J CP K 1T C1 Q Q T CP 1S C1 1R Q Q S CP R 1D C1 Q Q D CP 相同结构有不同功能相同结构有不同功能 相同功能有不同结构相同功能有不同结构 1D

18、C1 Q Q D CP 复习思考题复习思考题 触发器的逻辑功能和电路结构之间有什么关触发器的逻辑功能和电路结构之间有什么关 系？系？ 写出写出D D触发器、触发器、JKJK触发器、触发器、T T触发器和触发器和SRSR触发触发 器的特性方程，并画出它们的状态图。器的特性方程，并画出它们的状态图。 怎样利用怎样利用JKJK触发器实现触发器实现D D触发器、触发器、T T触发器、触发器、 T T以及以及SRSR触发器的逻辑功能。触发器的逻辑功能。 课后习题。课后习题。 本章小结（本章小结（1 1） 锁存器和触发器都是具有存储功能的逻辑电锁存器和触发器都是具有存储功能的逻辑电 路，是构成时序电路的基

19、本逻辑单元。每个路，是构成时序电路的基本逻辑单元。每个 锁存器或触发器都能存储锁存器或触发器都能存储1 1位二值信息，所位二值信息，所 以又称为存储单元或记忆单元。以又称为存储单元或记忆单元。 锁存器是对脉冲电平敏感的电路，它们在一锁存器是对脉冲电平敏感的电路，它们在一 定电平作用下改变状态。基本定电平作用下改变状态。基本SRSR锁存器由输锁存器由输 入信号电平直接控制其状态，传输门控或逻入信号电平直接控制其状态，传输门控或逻 辑门控锁存器在使能电平作用下由输入信号辑门控锁存器在使能电平作用下由输入信号 决定其状态。在使能信号作用期间，门控锁决定其状态。在使能信号作用期间，门控锁 存器输出跟随

20、输入信号变化而变化。存器输出跟随输入信号变化而变化。 本章小结（本章小结（2 2） 触发器是对时钟脉冲边沿敏感的电路，根据不同的触发器是对时钟脉冲边沿敏感的电路，根据不同的 电路结构，它们在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用电路结构，它们在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用 下改变状态。目前流行的触发器电路主要有主从、下改变状态。目前流行的触发器电路主要有主从、 维持阻塞和利用传输延迟等几种结构，它们的工作维持阻塞和利用传输延迟等几种结构，它们的工作 原理各不相同。原理各不相同。 触发器按逻辑功能分类有触发器按逻辑功能分类有D D触发器、触发器、JKJK触发器、触发器、T T （T T）触发器和）触发器和SRSR触发器。它们的功能可用特性触发器。它们的功能可用特性 表、特性方程和状态图来描述。触发器的电路结构表、特性方程和状态图来描述。触发器的电路结构 与逻辑功能没有必然联系。例如与逻辑功能没有必然联系。例如JKJK触发器既有主从触发器既有主从 结构的，也有维持阻塞或利用传输延迟结构的。每结构的，也有维持阻塞或利用传输延迟结构的。每 一种逻辑功能的触发器都可以通过增加门电路和适一种逻辑功能的触发器都可以通过增加门电路和适 当的外部连线转换为其他功能的触发器。当的外部连线转换为其他功能的触发器。