§2-8 触发器 教学目标: 触发器的基本概念 同步、边沿D、边沿Jk触发器的逻辑功能
触发器 2-8-1 触发器的基本概念 2-8-2 基本RS触发器 2-8-3 同步触发器 2-8-4 边沿触发器 2-8-5 T和T’触发器 2-8-1 触发器的基本概念 2-8-2 基本RS触发器 2-8-3 同步触发器 2-8-4 边沿触发器 2-8-5 T和T’触发器 退出
2-8-1 触发器的基本概念 1.触发器有两个互补输出端:Q 、 2.有两个稳定的状态:0状态和1状态; 2-8-1 触发器的基本概念 1.触发器有两个互补输出端:Q 、 2.有两个稳定的状态:0状态和1状态; 3.在不同的输入情况下,它可以被置成0状态或1状态; 4.具有记忆(存储)功能,当输入信号消失后,所置成的状态能够保持不变; 5.一个触发器可以记忆1位二值信号; 6.输出状态表示:Qn(现态)、 Qn+1(次态); 7.触发器分类:按功能分有RS触发器、D触发器、JK触发 器、T和T´触发器;按照结构分为基本RS触发器、同步触 发器、主从触发器和边沿触发器。
信号输出端,Q=0、Q=1的状态称0状态,Q=1、Q=0的状态称1状态, 2-8-2 基本RS触发器 信号输出端,Q=0、Q=1的状态称0状态,Q=1、Q=0的状态称1状态, 电路组成和逻辑符号 信号输入端,低电平有效。
工作原理 R S Q 1 0 1 1 ①R=0、S=1时:由于R=0,不论原来Q为0还是1,都有Q=1;再由S=1、Q=1可得Q=0。即不论触发器原来处于什么状态都将变成0状态,这种情况称将触发器置0或复位。R端称为触发器的置0端或复位端。
R S Q 0 1 1 1 0 1 1 ②R=1、S=0时:由于S=0,不论原来Q为0还是1,都有Q=1;再由R=1、Q=1可得Q=0。即不论触发器原来处于什么状态都将变成1状态,这种情况称将触发器置1或置位。S端称为触发器的置1端或置位端。
R S Q 1 0 0 1 1 1 1 1 1 不变 1 1 ③R=1、S=1时:根据与非门的逻辑功能不难推知,触发器保持原有状态不变,即原来的状态被触发器存储起来,这体现了触发器具有记忆能力。
? R S Q 1 0 1 0 1 1 1 不变 1 1 0 0 不定 ④R=0、S=0时:Q=Q=1,不符合触发器的逻辑关系。并且由于与非门延迟时间不可能完全相等,在两输入端的0同时撤除后,将不能确定触发器是处于1状态还是0状态。所以触发器不允许出现这种情况,这就是基本RS触发器的约束条件。
触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式 逻辑功能 _ _ RD=0 SD=1 Q n+1=0 SD=0 RD=1 Q n+1=1 SD= RD=1 Q n+1=Q n (状态保持不变) SD= RD=0 Q n+1=Q n =1 (不允许) _ _ _ _ _ _ 特性方程 触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式
波形图 反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图 R S Q 置1 保持 置1 置0 置1 不允许 置1
基本RS触发器的特点 在数字电路中,凡根据输入信号R、S情况的不同,具有置0、置1和保持功能的电路,都称为RS触发器。 (1)触发器的次态不仅与输入信号状态有关,而且与触发器的现态有关。 (2)电路具有两个稳定状态,在无外来触发信号作用时,电路将保持原状态不变。 (3)在外加触发信号有效时,电路可以触发翻转,实现置0或置1。 (4)在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系,即有约束条件。 在数字电路中,凡根据输入信号R、S情况的不同,具有置0、置1和保持功能的电路,都称为RS触发器。
2-8-3 同步触发器 1、同步RS触发器 S R CP=0时,R=S=1,触发器保持原来状态不变。 2-8-3 同步触发器 1、同步RS触发器 S R CP=0时,R=S=1,触发器保持原来状态不变。 CP=1时,工作情况与基本RS触发器相同。
主要特点 (1)时钟电平控制。在CP=1期间接收输入信号,CP=0时状态保持不变,与基本RS触发器相比,对触发器状态的转变增加了时间控制。 (2)R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况,否则会使触发器处于不确定的状态。 波形图 不变 置1 不变 置0 不变 置1 不变 置0 不变 不变 不变
逻辑符号 特征方程 2、同步 D 触发器 CP=1期间有效 3、同步触发器的空翻现象 在CP=1期间,当输入条件具备时,输出Q可多次发生改变。因此,如果此时外来干扰信号,也可能会引起输出端的改变,这种现象称为“空翻现象”。
2-8-4 边沿触发器 1、边沿D触发器 逻辑符号 特征方程 下降沿时刻有效
逻辑功能 (1)CP=0时,输入信号D不起作用; (2)CP=1期间,始终都有Q n+1= Q n (保持不变); (3)CP下降沿到来时, Q n+1 =D; 注意:边沿触发器根据(CP)有效沿的不同分为“上升沿”有 效和“下降沿”有效两种,从符号上可以区别。
2、边沿JK触发器 边沿JK触发器的逻辑符号 特征方程 CP下降沿时刻有效
边沿JK触发器的特点 ①边沿触发,无空翻问题。 ②功能齐全,使用方便灵活。 ③抗干扰能力极强,工作速度很高。 例1. P117 3-7 、3-9(a~f)、 3-8(a~d)
JK触发器→T触发器 电路图 2-8-5 T触发器、 T’触发器 1、将JK触发器转换为T和T'触发器 T触发器特性方程:
JK触发器→T'触发器 电路图 在数字电路中,凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路,都称为T'触发器。 T '触发器特性方程:
2、将D触发器转换为T和T'触发器 D触发器→T触发器
D触发器→T'触发器
课后小结: 触发器是数字电路的基本单元电路。触发器有两个稳定状态,在外界信号作用下,可以从一个稳态转变为另一个稳态;无外界信号作用时状态保持不变。因此,触发器可以作为二进制存储单元使用。 触发器的逻辑功能可以用真值表、卡诺图、特性方程、状态图和波形图等5种方式来描述。触发器的特性方程是表示其逻辑功能的逻辑函数。 各种不同逻辑功能的触发器的特性方程为: RS触发器:Qn+1=S+RQn,其约束条件为:RS=0 JK触发器: Qn+1=JQn+KQn D触发器: Qn+1=D T触发器: Qn+1=TQn+TQn T'触发器: Qn+1=Qn 同一种功能的触发器,可以用不同的电路结构形式来实现;反过来,同一种电路结构形式,可以构成具有不同功能的各种类型触发器。
课前复习及提问: 1. OC门和三态门的符号? 2.它们的特性? 3.门电路闲置端该如何处理? 思考题: 1.边沿D、JK触发器的符号、特征方程、功能? 2.同步触发器的缺点是什么?怎样改进? 作业题: 3-4、5、8(e~h)、9(g~i) 预习:时序电路的分析方法