数字电路 第五章触发器2

第五章触发器主要内容一、触发器的基本形式二、触发器功能的描述方法三、时钟控制的触发器五、触发器的应用举例四、集成边沿触发器概述02一、触发器的基本形式：基本RS触发器03&&QQDRDS反馈两个输入端两个输出端基本RS触发器：基本结构04基本RS触发器：状态分析&&QQDRDSRDSD=01时10QQRDSD=10时01QQRDSD=11时输出保持原状态RDSD=00时11QQ但当RDSD=00同时变为11时，翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转。基本触发器的状态功能表RDSDQ11保持原状态010110101100但两输入同时变1后，输出不确定Q061.可用Q的值表示触发器的状态。Q＝0,称触发器处于0状态，Q＝1，为1状态。基本RS触发器：学习小结2.输入信号作用前的状态称现态，用Qn或Q表示，输入作用后触发器的新状态称次态，用Qn＋1表示。073.SD端加入负脉冲可使Q=1，称为“置位”或“置1”端；RD端加入负脉冲，使Q=0，RD称为“复位”或“清0”端。基本RS触发器：学习小结4.RDSD=00时，两个输出均为稳定的1状态，但两个输出不是非的关系了；另外，如果出现输入从00同时变11，输出则不确定。为了避免这个情况，要加RD＋SD＝1的输入约束条件。08二、触发器功能的描述方法（以基本RS触发器为例）09SDQQRD描述方法1：状态转移真值表（状态表）用真值表的形式画出电路输入、现态与电路输出、次态之间的逻辑关系。基本RS触发器的状态表是：RDSDQnQn＋1000×001×010001101001101111001111RDSDQn＋100×01010111Qn等效降维10描述方法2：次态卡诺图与状态方程也可根据状态表画出电路输出、次态之卡诺图；写出函数表达式，就是状态方程。基本RS触发器的卡诺图和状态方程是：QRDSD0001111001×001×011Qn＋111DDnDDnRSQRSQ11描述方法3：状态转移图（状态图）与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。基本RS触发器的状态图和激励表是：RD=1SD=001RD=×SD=1SD=×RD=1RD=0SD=1Qn→Qn+1RDSD00×101101001111×不定不定QQRDSDQn+1Q描述方法4：波形图反映触发器状态在输入激励下随时间变化的规律。基本RS触发器工作的波形图是：13三、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CP，称钟控触发器。14钟控触发器的分类按触发引导电路的不同，触发器又分成以下不同种类：钟控RS触发器钟控D触发器钟控T(T´)触发器钟控JK触发器15&&QQ&&RSCP时钟信号1.钟控RS触发器DRDS逻辑符号1SSCPC1QQ1RR16CPCP=0时011触发器保持原态&&QQ&&RSDRDS17CP=1时1RS&&QQ&&RSCPDSDR输出随输入改变18钟控RS触发器的功能表CPRSQ0××保持100保持1011011001111不确定Q19CP＝1时的状态表、状态图和状态方程RSQn＋100Qn01110011×01SRQRSQnnR=0S=101R=×S=0S=×R=0R=1S=020D&&QQ&&CP输入端2.钟控D触发器逻辑符号1DDCPC1QQ21CP=0时011保持D&&QQ&&CP输出保持原态22CP=1时1D&&QQ&&CPDQn123DQn＋10011CP＝1时功能表状态图D=101D=0D=1D=024输入端3.钟控T触发器逻辑符号1TTCPC1QQT&&QQ&&CP25CP＝0时触发器状态保持CP＝1时功能分析：nnQTQ1状态图T=101T=0T=0T=1状态表TQn＋10Qn1nQ26钟控T´触发器对钟控T触发器，如令T＝1，就是钟控T´触发器了。CP＝1时nnQQ1T´触发器实现状态连续翻转。271JJCPC1QQ1KK逻辑符号4.钟控JK触发器J&&QQ&&CPK28CP＝0时触发器状态保持CP＝1时功能分析：状态图状态表nnnQKQJQ1J=1K=×01K=×J=0K=0J=×J=×K=1JKQn＋100Qn01010111nQ29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CP控制，正脉冲不能太长，否则触发器将产生空翻现象（CP=1期间，输出状态翻转若干次）。2.为了解决空翻现象，可以采用边沿触发的触发器。30四、集成边沿触发器概述边沿触发方式的特点是：触发器状态只在时钟跳转时翻转，而在CP=1或CP=0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“上升沿触发”的触发器；如果翻转只发生在下降沿称“下降沿触发”的触发器。31边沿触发器的工作原理简介（以上升沿触发的D触发器为例）32&e&fQQ&c&d&a&bDCP设原态Q=0并设D=11CP=0期间，c、d被锁，输出为1。00110331c=1、d=1反馈到a、b的输入，a、b输出为0、1。001111010&e&fQQ&c&d&a&bDCP34CP正沿到达时c、d开启，使c=1，d=0。11110110Q翻转为101&e&fQQ&c&d&a&bDCP35CP正沿过后，d=0将c封锁,并使b=1，维持d=0。11001因此以后CP=1期间D的变化不影响输出。001&e&fQQ&c&d&a&bDCP36CPDQn+10×Qn1×Qn0011上升沿触发的D触发器功能表正沿触发37从上表：CP＝↑时，DQn1CP＝其他时，nnQQ1上升沿触发的集成D触发器CPQQD38逻辑符号的意义CPQQ下降沿触发上升沿触发39边沿触发DCPQQD同理：CP＝↓时，CP＝其他时，nnQQ1下降沿触发的集成JK触发器40CPQQJKnnnQKQJQ141RDSDCPQQJ1J2K1K2逻辑符号的意义RDSDCPQQD1D21.以后应用中如不指明，均是边沿触发器。2.边沿触发抗干扰能力强，且不存在空翻，应用广泛。42五、触发器的运用：不同触发器逻辑功能的替代触发器应用举例431.JK转换成D触发器CQQKJDCP触发器逻辑功能的替代由于nnnQKQJQ1nnnDQQDDQ1而令DJDK442.JK转换成T触发器CQQKJTCP触发器逻辑功能的转换nnnQKQJQ1由于而nnnQTQTQ1令TKJ453.D转换成T´触发器CQQDCP触发器逻辑功能的转换DQn1由于而nnQQ1令nQD46例1：四人抢答电路。四人参加比赛，每人一个按钮，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。电路的核心用74LS175四D触发器。其内部包含了四个D触发器，各输入、输出以字头相区别，管脚图见下页。触发器的应用举例47CLRDCPQQCLRDCPQQCLRDCPQQCLRDCPQQ1QQ11D2QQ22DGND4QQ44D3QQ33D时钟清零USC公用清零公用时钟74LS175管脚图48+5V1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4CLRCP&1&2&3清零CP赛前先清零0输出为零发光管不亮74LS17549CP进入D触发器1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4CLRCP+5V&1&2&3清零CP1反相端都为1174LS175501Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4CLRCP&1&2&3清零CP+5V若有一按钮被按下，比如第一个钮。=1=000被封此时其它按钮再按下，由于没有CP不起作用。CQ2DCJKCPQ11例2画出图中Q1、Q2的波形，两个触发器的初始状态均为0。触发器的应用举例52211111QQQKQJQn112QDQnCPQ20Q1053本章的内容就是这些，谢谢大家！