1、1第1頁(yè)/共62頁(yè)2一、概述一、概述第2頁(yè)/共62頁(yè)3第3頁(yè)/共62頁(yè)二、二、 SR鎖存器電路結(jié)構(gòu)與工作原鎖存器電路結(jié)構(gòu)與工作原理理 SR鎖存器（又叫基本鎖存器（又叫基本RS觸發(fā)器）觸發(fā)器）是各種觸發(fā)器構(gòu)成是各種觸發(fā)器構(gòu)成的基本部件，也是最簡(jiǎn)單的一種觸發(fā)器。它的輸入信號(hào)的基本部件，也是最簡(jiǎn)單的一種觸發(fā)器。它的輸入信號(hào)直接作用在觸發(fā)器，無(wú)需觸發(fā)信號(hào)。直接作用在觸發(fā)器，無(wú)需觸發(fā)信號(hào)。1.由或非門(mén)構(gòu)成由或非門(mén)構(gòu)成：第4頁(yè)/共62頁(yè)5工作原理a . RD0，SD1Q0SD1RD0Q0Q1b . RD1，SD0Q0RD1SD0Q = 0Q 1鎖存器的1態(tài)鎖存器的0態(tài)置位端或置1輸入端復(fù)位端或置0輸入端第

2、5頁(yè)/共62頁(yè)6c . RD0，SD0Q*0SD0Q =0Q * 1若Q0Q-原態(tài)，Q*-新態(tài)Q*1RD0Q* =0Q * 0若Q1Q*Q 保持原態(tài)第6頁(yè)/共62頁(yè)7d . RD1，SD1QQ = 0，為禁態(tài)，也稱(chēng)為不定態(tài)，即RD和SD同時(shí)去掉高電平加低電平，輸出狀態(tài)不定，故輸入端應(yīng)該遵循 RDSD01100其特性表如表其特性表如表5.2.1所示所示第7頁(yè)/共62頁(yè)8用或非門(mén)組成的用或非門(mén)組成的SR鎖存器的特性表鎖存器的特性表SDRDQQ*0011001100001111010101010111000*0*因?yàn)橛|發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)因?yàn)橛|發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)Q*（也叫做（也叫做次態(tài)次態(tài)）不僅與輸入狀態(tài)有關(guān)，）

3、不僅與輸入狀態(tài)有關(guān)，而且與觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)而且與觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)Q（也叫做（也叫做初態(tài)初態(tài)）有關(guān)，）有關(guān)，所以把所以把Q也作為一個(gè)變量列入了真值表，并將也作為一個(gè)變量列入了真值表，并將Q稱(chēng)為稱(chēng)為狀態(tài)變量狀態(tài)變量,這種含有狀態(tài)變量的真值表叫做觸發(fā)器的特性表（功能表）。這種含有狀態(tài)變量的真值表叫做觸發(fā)器的特性表（功能表）。第8頁(yè)/共62頁(yè)92.由與非門(mén)構(gòu)成由與非門(mén)構(gòu)成： 功能表如表5.2.2所示第9頁(yè)/共62頁(yè)10t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8QOOOOttttDSDRQQQDSDR第10頁(yè)/共62頁(yè)11三、 動(dòng)作特點(diǎn)QQDSDR第11頁(yè)/共62頁(yè)12第12頁(yè)/共62頁(yè)13 在數(shù)字

4、系統(tǒng)中，常常要求某些觸發(fā)器在在數(shù)字系統(tǒng)中，常常要求某些觸發(fā)器在同一時(shí)刻動(dòng)作同一時(shí)刻動(dòng)作，這就要求有一個(gè)同步信號(hào)來(lái)控制，這個(gè)控制信號(hào)叫做這就要求有一個(gè)同步信號(hào)來(lái)控制，這個(gè)控制信號(hào)叫做時(shí)鐘時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)（Clock），簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)鐘，用），簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)鐘，用CLK表示。這種受時(shí)鐘控表示。這種受時(shí)鐘控制的觸發(fā)器統(tǒng)稱(chēng)為制的觸發(fā)器統(tǒng)稱(chēng)為時(shí)鐘觸發(fā)器時(shí)鐘觸發(fā)器。一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理 圖圖5.3.1所示為電平觸發(fā)所示為電平觸發(fā)SR觸發(fā)器（同步觸發(fā)器（同步SR觸發(fā)器）的觸發(fā)器）的基本電路結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)?；倦娐方Y(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。基本SR鎖存器輸入控制門(mén)只有在CLK1時(shí)，SR才能起作用第13頁(yè)/共62頁(yè)二

5、、工作原理二、工作原理1. CLK0此時(shí)門(mén)此時(shí)門(mén)G3和和G4被封鎖，被封鎖，輸出為高電平。輸出為高電平。0對(duì)于由G1和G2構(gòu)成的SR鎖存器，觸發(fā)器保持原態(tài)，即Q * = Q112. CLK1此時(shí)門(mén)此時(shí)門(mén)G3和和G4開(kāi)啟，觸開(kāi)啟，觸發(fā)器輸出由發(fā)器輸出由S 和和R決定。決定。a. S=0 , R=010011Q * = Q第14頁(yè)/共62頁(yè)15b. S=0 , R=10111010Q * = 0c. S=1 , R=01101010Q * = 1d. S=1 , R=11110011Q * = Q *= 1(禁態(tài)）第15頁(yè)/共62頁(yè)16其功能如表其功能如表5.3.1所示所示*Q表5.3.1CLKS

6、RQ第16頁(yè)/共62頁(yè)無(wú)小圓圈表示高電平有效17在某些應(yīng)用場(chǎng)合，有時(shí)需要在有效電平到達(dá)之前在某些應(yīng)用場(chǎng)合，有時(shí)需要在有效電平到達(dá)之前預(yù)先將觸發(fā)器置成指定的狀態(tài)。預(yù)先將觸發(fā)器置成指定的狀態(tài)。為此，在實(shí)用的電路上往往還設(shè)置有為此，在實(shí)用的電路上往往還設(shè)置有異步置異步置1輸入輸入端和端和異步置異步置0輸入端。輸入端。1G3G4GSCLKR2GQQDSDRCLKSDSQQ1R1SRSDRRC1當(dāng)CLK0情況下，S D0， R D1，Q1； S D1， R D1，Q0。不用設(shè)置初態(tài)時(shí)， S DR D1小圓圈表示低電平有效第17頁(yè)/共62頁(yè)18二、電平觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)如果如果CLK=1期間內(nèi)輸入信號(hào)多次

7、發(fā)生變化，則觸發(fā)器的期間內(nèi)輸入信號(hào)多次發(fā)生變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)也會(huì)發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這降低了電路的狀態(tài)也會(huì)發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這降低了電路的抗干擾能力?？垢蓴_能力。1、在在CLK1期間，期間，S和和R的信號(hào)都能通過(guò)引導(dǎo)門(mén)的信號(hào)都能通過(guò)引導(dǎo)門(mén)G3和和G4門(mén)，從而引起門(mén)，從而引起SR鎖存器的變化，從而使得觸發(fā)器置鎖存器的變化，從而使得觸發(fā)器置成相應(yīng)的狀態(tài)；成相應(yīng)的狀態(tài)；2 、在CLK1的全部時(shí)間里S和R的變化都將引起觸發(fā)器輸出端狀態(tài)的變化。這種在這種在CLK由由“0”到到“1”整個(gè)正脈沖期間觸發(fā)器動(dòng)整個(gè)正脈沖期間觸發(fā)器動(dòng)作的控制方式稱(chēng)為作的控制方式稱(chēng)為電平觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式。第18頁(yè)/共62頁(yè)19QtO

8、CLKtO例例5.2.1 已知電平觸已知電平觸發(fā)發(fā)SR觸發(fā)器的輸入波觸發(fā)器的輸入波形如圖所示，畫(huà)出形如圖所示，畫(huà)出 Q和和Q端的電壓波形。端的電壓波形。假定觸發(fā)器的假定觸發(fā)器的初始狀初始狀態(tài)為態(tài)為Q=0。QtOSOtROt變化多次翻轉(zhuǎn)、可能隨和期間，在RSQQCLK1第19頁(yè)/共62頁(yè)20D1G3G4GCLK2GQQDCLKQ*Q0100110101010011001111D型鎖存器的特性表型鎖存器的特性表 為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的需要，有時(shí)將為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的需要，有時(shí)將S通過(guò)反相通過(guò)反相器接到器接到R上，這就構(gòu)成了上，這就構(gòu)成了電平觸發(fā)的電平觸發(fā)的D觸發(fā)器觸發(fā)器。此電路稱(chēng)為此電路稱(chēng)為D鎖

9、存器，其特點(diǎn)是在鎖存器，其特點(diǎn)是在CLK的有效電平期間輸?shù)挠行щ娖狡陂g輸出狀態(tài)始終跟隨輸入狀態(tài)變化，即出狀態(tài)始終跟隨輸入狀態(tài)變化，即輸出與輸入狀態(tài)相同。輸出與輸入狀態(tài)相同。第20頁(yè)/共62頁(yè)21DCLKQQCCTG1TG2CCCC利用利用CMOS傳輸門(mén)組成的電平觸發(fā)傳輸門(mén)組成的電平觸發(fā)D觸發(fā)器觸發(fā)器在在CMOS電路中，經(jīng)常利用電路中，經(jīng)常利用CMOS傳輸門(mén)組成電平觸發(fā)傳輸門(mén)組成電平觸發(fā)D觸發(fā)器。觸發(fā)器。因?yàn)樵谝驗(yàn)樵贑LK的有效電平期間輸出狀態(tài)始終跟隨輸入狀態(tài)的有效電平期間輸出狀態(tài)始終跟隨輸入狀態(tài)變化，輸出與輸入的狀態(tài)相同，所以又將這個(gè)電路稱(chēng)為變化，輸出與輸入的狀態(tài)相同，所以又將這個(gè)電路稱(chēng)為“透

10、明的透明的D型鎖存器型鎖存器”。第21頁(yè)/共62頁(yè)22DCLKQQtOtOtOtO例例5.2.2 若用若用CMOS傳輸門(mén)組成的電平觸傳輸門(mén)組成的電平觸發(fā)發(fā)D觸發(fā)器的觸發(fā)器的CLK和輸和輸入端入端D的電壓波形如右的電壓波形如右圖中所給出，畫(huà)出圖中所給出，畫(huà)出Q和和Q端的電壓波形。假端的電壓波形。假定觸發(fā)器的定觸發(fā)器的初始狀態(tài)初始狀態(tài)為為Q=0第22頁(yè)/共62頁(yè)23第23頁(yè)/共62頁(yè)24一、一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理為了提高觸發(fā)器工作的可靠性，希望在每個(gè)為了提高觸發(fā)器工作的可靠性，希望在每個(gè)CLK周期里輸出周期里輸出端的狀態(tài)只能改變一次，為此設(shè)計(jì)出了端的狀態(tài)只能改變一次，為此設(shè)計(jì)出了脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器脈

11、沖觸發(fā)的觸發(fā)器。1. 主從主從SR觸發(fā)器觸發(fā)器第24頁(yè)/共62頁(yè)25工作原理:在在CLK1時(shí)，主觸發(fā)器按時(shí)，主觸發(fā)器按S、R變化變化，而從觸發(fā)器保持狀而從觸發(fā)器保持狀態(tài)不變；態(tài)不變；在在CLK由由1 0（下降沿下降沿），主觸發(fā)器保持，），主觸發(fā)器保持，從觸發(fā)器隨從觸發(fā)器隨主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，故在，故在CLK的一個(gè)周期內(nèi)，觸發(fā)器的的一個(gè)周期內(nèi)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只可能改變一次輸出狀態(tài)只可能改變一次第25頁(yè)/共62頁(yè)26CLKQQSR 0 00 01 01 00 10 11 11 101010101Q011100 1 1QQCLK1S1RC1SR第26頁(yè)/共62頁(yè)27QQCLK1S

12、1RC1SR 第27頁(yè)/共62頁(yè)28例例5.4.1 圖圖5.4.3為主從為主從型型SR觸發(fā)器輸入信號(hào)波形，觸發(fā)器輸入信號(hào)波形，試畫(huà)出輸出端試畫(huà)出輸出端Q 和和Q 的的波形，設(shè)初態(tài)為波形，設(shè)初態(tài)為“0”。解：其輸出波形如圖解：其輸出波形如圖5.4.4所示所示第28頁(yè)/共62頁(yè)29QQCLK1J1KC1JKCLKCLK9G1G3G4G2GQQ5G7G8GJK6G2. 主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器第29頁(yè)/共62頁(yè)30QQCLK1J1KC1JKCLKJ KQQ* 0 00 01 01 00 10 11 11 101010101Q01110010第30頁(yè)/共62頁(yè)31CLKCLK9G1G3G4G2GQQ5

13、G7G8G1J1K6G2J2KQQCLK1J1KC11J1K2J2KQQCLK1J1KC1&1J2J1K2K第31頁(yè)/共62頁(yè)32CLKJKQQOOOOOttttt第32頁(yè)/共62頁(yè)33二、脈沖觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)第33頁(yè)/共62頁(yè)34第34頁(yè)/共62頁(yè)35第35頁(yè)/共62頁(yè)36一、電路結(jié)構(gòu)和工作原理一、電路結(jié)構(gòu)和工作原理為了提高觸發(fā)器的可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力，希望為了提高觸發(fā)器的可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力，希望觸發(fā)器的次態(tài)僅僅取決于觸發(fā)器的次態(tài)僅僅取決于CLK信號(hào)的下降沿（或上信號(hào)的下降沿（或上升沿）到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。而在此之前和之升沿）到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。而在此之前和之后輸入狀

14、態(tài)的變化對(duì)觸發(fā)器的次態(tài)沒(méi)有影響。后輸入狀態(tài)的變化對(duì)觸發(fā)器的次態(tài)沒(méi)有影響。為實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，人們相繼研制成了各種邊沿觸發(fā)為實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，人們相繼研制成了各種邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器電路。的觸發(fā)器電路。目前已用于數(shù)字集成電路產(chǎn)品中的邊沿觸發(fā)器電路目前已用于數(shù)字集成電路產(chǎn)品中的邊沿觸發(fā)器電路有有用兩個(gè)電平觸發(fā)用兩個(gè)電平觸發(fā)D觸發(fā)器構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器、維維持阻塞觸發(fā)器持阻塞觸發(fā)器、利用門(mén)電路傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸利用門(mén)電路傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸發(fā)器發(fā)器等幾種較為常見(jiàn)的電路結(jié)構(gòu)形式。等幾種較為常見(jiàn)的電路結(jié)構(gòu)形式。第36頁(yè)/共62頁(yè)37TG1TG2CDG1G2C1Q1QCLKTG3TG4CG3G4C

15、QQCCCCCC1QQ1CLK1DC1D1FF2Q2CLK1DC12FFCLKQ第37頁(yè)/共62頁(yè)38第38頁(yè)/共62頁(yè)39RDSDTG1TG2CDG1G2CCLKTG3TG4CG3G4CQQCCCCCC第39頁(yè)/共62頁(yè)40CLKQG5SRG3G4G6G1G2QSR維持阻塞結(jié)構(gòu)邊沿觸發(fā)維持阻塞結(jié)構(gòu)邊沿觸發(fā)SR觸發(fā)器觸發(fā)器第40頁(yè)/共62頁(yè)41CLKQG5DSRG3G4G6G1G2QQQCLKD第41頁(yè)/共62頁(yè)42CLKQG5SRG3G4G6G1G21DDSDRQ2D電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)CLKQSR1DDSDRQ2D1DC1CLKQSR1DDSDRQ2D1DC1&邏輯圖形符號(hào)邏輯圖形符號(hào)

16、第42頁(yè)/共62頁(yè)43CLKQMNG2G3JQKG5G6G1G4G7G8輸入控制門(mén)輸入控制門(mén)G7、G8的傳輸延遲時(shí)間大于的傳輸延遲時(shí)間大于SR鎖存器鎖存器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間。的翻轉(zhuǎn)時(shí)間。第43頁(yè)/共62頁(yè)44 0 00 01 01 00 10 11 11 101010101Q01110010CLK*QJQK第44頁(yè)/共62頁(yè)45CLKDQQOOOOtttt第45頁(yè)/共62頁(yè)46二、二、 邊沿觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)邊沿觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于時(shí)鐘信號(hào)的上升沿（也稱(chēng)觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于時(shí)鐘信號(hào)的上升沿（也稱(chēng)為正邊沿）或下降沿（也稱(chēng)為負(fù)邊沿）到達(dá)時(shí)輸為正邊沿）或下降沿（也稱(chēng)為負(fù)邊沿）到達(dá)時(shí)輸入的邏

17、輯狀態(tài)，入的邏輯狀態(tài)，而在這以前或以后，輸入信號(hào)的變化對(duì)觸發(fā)器輸而在這以前或以后，輸入信號(hào)的變化對(duì)觸發(fā)器輸出的狀態(tài)沒(méi)有影響。出的狀態(tài)沒(méi)有影響。這一特點(diǎn)有效地提高了觸發(fā)器的抗干擾能力，因這一特點(diǎn)有效地提高了觸發(fā)器的抗干擾能力，因而也提高了工作可靠性。而也提高了工作可靠性。第46頁(yè)/共62頁(yè)47第47頁(yè)/共62頁(yè)48一、觸發(fā)器按邏輯功能的分類(lèi)一、觸發(fā)器按邏輯功能的分類(lèi)000011110011001101010101010011不定不定不定不定SRQ*QSR觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表011 S0 S S0 S0 R R1 R0 R*0QSR QSR（約束條件）（約束條件）第48頁(yè)/共62頁(yè)49QQ

18、RS輸入、輸出波形圖第49頁(yè)/共62頁(yè)5000001111001100110101010101001110JKQ*QJK觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表011 J0 J J J K K1 K0 KJK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖*QJQK Q第50頁(yè)/共62頁(yè)51CPQQJK輸入、輸出波形圖第51頁(yè)/共62頁(yè)523. T觸發(fā)器觸發(fā)器001101010110TQ*Q010T1T1T0TT觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖*QQ當(dāng)當(dāng)T = 1時(shí)時(shí)*QTQT Q特性方程特性方程QQCP1TC1T第52頁(yè)/共62頁(yè)53CPQQ輸入、輸出波形圖QQCP1TC1T第53頁(yè)/共62頁(yè)54001101010011DQ*QD觸發(fā)器的特性表觸發(fā)器的特性表011D0D0D1DD觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖*QD特性方特性方程程第54頁(yè)/共62頁(yè)55CPDQQD觸發(fā)器的輸入、輸出波形圖觸發(fā)器的輸入、輸出波形圖第55頁(yè)/共62頁(yè)56將將JK、SR、T三種類(lèi)型觸發(fā)器的特性表比較一下可看三種類(lèi)型觸發(fā)器的特性表比較一下可看出，出，其中其中JK觸發(fā)器觸發(fā)器的邏輯功能最強(qiáng)，它包含了的邏輯功能最強(qiáng)，它包含了SR觸發(fā)器觸發(fā)器和和T觸發(fā)器觸發(fā)器的所有