数字模拟电路---第三章 触发器.pdf

第四章第四章触触发发器器目录4.1 基本触发器4.2 钟控触发器4.3 主从触发器4.4 边沿触发器第第四四章章触触发发器器第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器1 2&&R S第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器•双稳触发器通常简称触发器，它是由门电路构成的逻辑电路，它的输出具有两个稳定的物理状态（高电平和低电平），所以它能记忆一位二进制代码4.1.1 双稳态触发器的性质•必有两路互补的输出Q和端•有两个稳定状态：0稳态和1稳态•在外部输入信号的作用下，可以从一种稳态翻转到另一个稳态Q第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.2 基本概念•现态：输入信号作用之前的触发器状态称为现态，用Qn、表示•次态：输入信号作用后的触发器状态称为次态，用Qn+1、Qn+1表示•显然，次态是现态和输入的函数，即：Qn+1=f(Qn,X) 此函数表达式叫触发器的次态方程，也叫特征方程，状态方程nQ第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器•基本RS触发器由两个与非门输出交叉反馈而组成1、逻辑电路图和符号1 2&&R S4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器2、功能表• CAI演示•功能分析1 2&&R S第第四四章章触触发发器器11110101101 00000Qn+1QnSR不确定置0置1保持110011100100×1×0第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器•小结：①有两个互补的输出端，两个输入端；②输入端的小圆圈表示低电平有效③R称为清零端，复位端，置“0”端（Reset）④S称为置位端，置“1”端（Set）第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器2、功能表•完整真值表11110011110110010110001 0×100×000Qn+1QnSR不确定置0置1保持Qn1110 1010×00Qn+1SR保持置1置0不确定功能注：两层含义第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器3、次态卡诺图•由完整真值表得到次态卡诺图•次态方程10 10×10×Qn+10 010RSQn0 1 1 1 1 011=++=+SRQRSQnn附加条件11110011110110010110001 0×100×000Qn+1QnSR不确定置0置1保持第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器4、时序图•不含不确定状态的时序图•含有不确定状态的时序图RS1101111011010011100001第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器4、时序图•不含不确定状态的时序图•含有不确定状态的时序图RS1101111011010011100001第第四四章章触触发发器器4.1 基本触发器4.1.3 基本R-S触发器5、总结•优点：结构简单•缺点：存在不确定状态，抗干扰能力不强1 2&&R S第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器•在基本R-S触发器基础上增加一个时钟控制端，即CP端。

•优势：①提高触发器的抗干扰能力②多个触发器能够在同一个控制信号的作用下同步工作第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器1、逻辑电路图和符号1 2&&R S3 4&&CP第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器2、功能表①当cp＝0时，静态保持；②当cp＝1时，有：110 11000Qn+1SR功能1 2&&R S3 4&&CPQn01×动态保持置0置1不确定第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态卡诺图Qn+10 010RSQn0 1 1 1 1 0Qn1100 1110×00Qn+1SR动态保持置0置1不确定功能××01 1 0 10第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态方程①当cp＝0时，②当cp＝1时，有：01=⋅⋅+=+RSnQRSnQnn =+1第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器4、激励表•由已知的Qn+1和Qn的值确定输入端取值的关系表，叫触发器的激励表。

•是真值表的变形，由特征方程和约束条件决定110 11000Qn+1SRQnQn1100 1110×00Qn+1SR动态保持置0置1不确定功能10×0×010第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器4.2.1 钟控R-S触发器5、状态图和状态表0 1RS=01RS=10RS=X0 RS=0X10RS=00次态Qn+1RS=01 RS=11 RS=101×01×001现态Q1110 1010×00Qn+1SR0Qn×010第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.1 钟控R-S触发器6、小结•电路加了一级门电路，用CP统一控制，有效提高了可靠性，但未能有效地解决空翻现象；•其次仍存在不定状态，即使用时，需要约束条件，为了解决不定状态，采用让两路数据成为互补的数据Qn1100 1110×00Qn+1SR动态保持置0置1不确定功能第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器1、逻辑电路图和符号1 2&&R S3 4&&CP1D第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器2、功能表①当cp＝0时，静态保持；②当cp＝1时，有：置0置1功能Qn+10101D第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态卡诺图1010Qn+10 10DQn1第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态方程①当cp＝0时，②当cp＝1时，有：DQn=+1nn =+1第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器4、激励表5、状态图110 11000Qn+1DQn0 1D=1D=0D=0 D=10101第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器6、状态表次态Qn+1D=0 D=10101现态Q第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.2 钟控D触发器7、缺点•仍存在“空翻”现象•功能减少了，没有“动态保持”功能第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器1、逻辑电路图和符号1 2&&RS3 4&&CPJKKJ第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器1 2&&RS3 4&&CPJK110 11000Qn+1KJ功能Qn10Qn动态保持置1置0变反2、功能表①当cp＝0时，静态保持；②当cp＝1时，有：第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态卡诺图Qn+10 010JKQn0 1 1 1 1 0JK1111第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态方程①当cp＝0时，②当cp＝1时，有：nnnQKQJQ ⋅+=+1nn =+1第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器4、激励表5、状态图110 11000Qn+1KJQn0 1JK=1XJK=X1JK=0X JK=X0100×1×××第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器6、状态表10JK=00次态Qn+1JK=01 JK=11 JK=1001 100 101现态Q第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.3 J-K触发器7、小结•消除了“不确定状态”•仍存在“空翻”现象第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器（计数触发器）1。

逻辑图1 2&&RS3 4&&CPJKT第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器2、功能表①当cp＝0时，静态保持；②当cp＝1时，有：保持变反功能Qn+1QnQn01T第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态卡诺图11Qn+10 10DQn1第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器3、次态卡诺图与次态方程•次态方程①当cp＝0时，②当cp＝1时，有：QTQTQn+=+1nn =+1第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器4、激励表1110 111000Qn+1TQn00第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器5、状态图和状态表次态Qn+1T=0 T=1011001现态Q第第四四章章触触发发器器4.2 钟控触发器（同步，电平，电位）4.2.4 钟控T触发器6、应用•用钟控T触发器构成一位计数器•解：将T端恒接高电平第第四四章章触触发发器器4.4 边沿触发器4.4.1 维持阻塞边沿D触发器1。

逻辑电路图和符号＆＆＆＆＆＆CPDG1G2G3G4G5G6C1＆1DSR12DDCPSRDD第第四四章章触触发发器器4.4 边沿触发器4.4.1 维持阻塞边沿D触发器2真值表和特性方程3.CAI演示特性方程Qn+1=DQn00 11×0101×0011×CP Qn+1QnD第第四四章章触触发发器器4.4 边沿触发器4.4.1 维持阻塞边沿D触发器4波形图已知边沿D触发器(正边沿翻转）的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q 端的波形，设触发器的初态为Q=0CP0tD0t1234Q0t第第四四章章触触发发器器4.4 边沿触发器4.4.2 边沿J-K触发器•主从JK触发器存在“一次变化现象”，抗干扰能力较差•为了提高触发器的可靠性，增强抗干扰能力，希望触发器的次态仅仅取决于CP信号下降沿（或上升沿）到达时刻输入信号的状态而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响•→“边沿触发器”具有这样的特性第第四四章章触触发发器器4.4 边沿触发器4.4.2 负边沿J-K触发器•边沿JK触发器分上升边沿（正边沿）和下降边沿（负边沿）两种•将主从JK触发器中存储一位数据的过程由两步到位变成一步到位：即在时钟信号下降时才对输入信号作出响应并引起状态翻转，而与此刻以前、以后的输入信号无关，从而大大提高了抗干扰能力。

• CAI演示第第四四章章触触发发器器4.4 边沿触发器4.4.2 负边沿J-K触发器功能表和特性方程×0000。