1、第四章 觸發(fā)器4.1 概述4.2 RS觸發(fā)器4.3 JK觸發(fā)器4.4 D觸發(fā)器、其他觸發(fā)器4.5 觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換.4.1 概述可以存儲(chǔ)1位二進(jìn)制型號(hào)的根本電路單元稱為觸發(fā)器按功能分類RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T觸發(fā)器T觸發(fā)器按構(gòu)造分類根本RS觸發(fā)器同步RS觸發(fā)器主從RS/JK觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的根本邏輯部件。 它有兩個(gè)穩(wěn)定的形狀：0形狀和1形狀； 在不同的輸入情況下，它可以被置成0形狀或1形狀； 當(dāng)輸入信號(hào)消逝后，所置成的形狀可以堅(jiān)持不變。.由于存在記憶存儲(chǔ)，觸發(fā)器的輸出形狀具有時(shí)間性，我們把分析問題時(shí)立足點(diǎn)的輸出形狀稱為現(xiàn)態(tài)，而把下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)的輸出形狀稱為次態(tài)。t

2、ABCD.4.2 RS觸發(fā)器開場根本RS同步RS主從RS實(shí)例電路構(gòu)造任務(wù)原理特性表次態(tài)卡諾圖波形圖形狀轉(zhuǎn)換圖動(dòng)作特點(diǎn)符號(hào)闡明立刻置數(shù)與復(fù)位.1 根本RSQ和Q是觸發(fā)器的輸出端觸發(fā)器的0形狀觸發(fā)器的1形狀假設(shè)如今的觸發(fā)器形狀為0形狀(現(xiàn)態(tài))1)當(dāng) RD=0,SD=1 時(shí),將得到一個(gè)新的觸發(fā)器形狀(次態(tài))1形狀一. 根本RS觸發(fā)器電路構(gòu)造與任務(wù)原理. 實(shí)踐上,無論現(xiàn)態(tài)是0形狀還是1形狀,只需RD=1,SD=0,次態(tài)就是0形狀;RD=0,SD=1,次態(tài)就是1形狀。所以,RD叫做復(fù)位輸入端,也叫置0端，SD叫做置位輸入端,也叫置1端。例如現(xiàn)態(tài)為0形狀,且RD=1 SD=0時(shí)，次態(tài)仍為0形狀。 顯然,現(xiàn)

3、態(tài)和次態(tài)一樣,也就是形狀沒有改動(dòng)為了區(qū)分現(xiàn)態(tài)和次態(tài),規(guī)定:2)接著,當(dāng) RD=1,SD=0時(shí),也將得到一個(gè)新的形狀(次態(tài)) 0形狀表示現(xiàn)態(tài)表示次態(tài)此例中堅(jiān)持不變.3) RD=SD=0時(shí),不論現(xiàn)態(tài)是0形狀還是1形狀,次態(tài)都堅(jiān)持原狀,即:4) 當(dāng)RD=SD=1時(shí),不論現(xiàn)態(tài)是0形狀或是1形狀,輸出為:非法形狀因此 RD=SD=1 是不允許輸入的信號(hào),即有輸入約束條件: RDSD=0總結(jié)得到根本RS觸發(fā)器的真值表:形狀變量輸入形狀輸出設(shè)：.RDSD闡明0000不變0011不變0101同SD0111同SD1000同SD1010同SD110不定非法111不定非法根本RS觸發(fā)器的特性表RDSD闡明000不定

4、非法001不定非法0100同SD0110同SD1001同SD1011同SD1100不變1111不變與非門組成的根本RS觸發(fā)器的特性表與非門組成的根本RS觸發(fā)器.次態(tài)卡諾圖X11X10001111001QnRDSDQn+1次態(tài)方程約束條件思索約束條件時(shí)：.二. 根本RS觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)RD和SD是直接加在輸出門上,在輸入信號(hào)的作用時(shí)間內(nèi),都能直接改動(dòng)輸出形狀。例如,輸入信號(hào)如圖,看看輸出信號(hào)情況:SDRD Q Q.2 同步RS觸發(fā)器CP是同步信號(hào)，叫做時(shí)鐘脈沖信號(hào)，簡稱時(shí)鐘信號(hào)或時(shí)鐘。當(dāng)CP=0時(shí)，兩個(gè)輸入與門被封鎖，觸發(fā)器的形狀不變；當(dāng)CP=1時(shí)，兩個(gè)輸入與門被翻開，觸發(fā)器的形狀由RS決議。當(dāng)

5、第一個(gè)CP=1時(shí)決議的觸發(fā)器形狀，只需到下一個(gè)CP=1到來時(shí)才有能夠改動(dòng)一 電路構(gòu)造.例如輸入信號(hào)如圖CPSRQQ同步RS觸發(fā)器的特性表RS闡明0000不變0011不變0101同 S0111同 S1000同 S1010同 S110不定非法111不定非法CP111111110XX不變X約束條件：RS=0.帶異步置位、復(fù)位端的同步RS觸發(fā)器a電路構(gòu)造 b圖形符號(hào)留意圖形符號(hào)顯然，RD SD 都不受同步信號(hào)的控制所以，稱SD RD 為異步置位 復(fù)位端。當(dāng)SD 或 RD 有效時(shí)輸入低電平輸出立刻被置位 或 復(fù)位。 RD SD 不能同時(shí)有效。為了設(shè)置觸發(fā)器的初態(tài)，有時(shí)還添加兩個(gè)輸入信號(hào)：SD和RD，如圖

6、.二 同步RS的動(dòng)作特點(diǎn) 時(shí)鐘電平控制。當(dāng)CP=0時(shí),觸發(fā)器的形狀不受RS的直接控制,R S的變化不能改動(dòng)觸發(fā)器的輸出形狀;當(dāng)CP=1時(shí),RS的變化直接影響Q,且RS變化多少次,Q相應(yīng)地變化多少次。即：多次變化景象. R、S之間有約束。不能允許出現(xiàn)R和S同時(shí)為1的情況，否那么會(huì)使觸發(fā)器處于不確定的形狀。CPQRSCP=0時(shí)最后留下的形狀是由最后一個(gè)不等于 00 的RS決議.3 主從觸發(fā)器RS、JK一 主從RS觸發(fā)器的構(gòu)造及任務(wù)原理.1當(dāng) CP=1，主觸發(fā)器翻開，從觸發(fā)器被封鎖主觸發(fā)器輸出由RS決議從觸發(fā)器輸出堅(jiān)持原狀整個(gè)觸發(fā)器的輸出形狀堅(jiān)持不變2當(dāng) CP從 1 變到 0 的時(shí)辰，主觸發(fā)器被封鎖

7、，從觸發(fā)器被翻開,主觸發(fā)器的輸出堅(jiān)持了 CP=1 時(shí)由 RS 決議的最后形狀，且在整個(gè) CP=0 期間主觸發(fā)器的輸出堅(jiān)持不變；從觸發(fā)器的輸出由主觸發(fā)器的輸出決議，那么從觸發(fā)器的輸出在 整個(gè) CP=0 期間堅(jiān)持不變。所以，整個(gè)觸發(fā)器的輸出變化只發(fā)生在CP信號(hào)的下降沿下降沿時(shí)鐘 CP.主從RS觸發(fā)器的特性表CPSRQQQQCPS R闡明X不變X00不0 011變0 0000 110同0 101S1 0111 00不定非1 11不定法 1 1 CP回到低電平后輸出形狀不定波形圖時(shí)序圖.1 主從RS觸發(fā)器采用主從控制構(gòu)造，從根本上處理了輸入信號(hào)直接控制的問題，具有CP1期間接納輸入信號(hào)，CP下降沿到來

8、時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)下降沿觸發(fā)。但其主觸發(fā)器存在多次翻轉(zhuǎn)景象。而使觸發(fā)器 “空翻2 依然存在著約束問題，即在CP1期間，輸入信號(hào)R和S不能同時(shí)為1。二、主從RS觸發(fā)器動(dòng)作特點(diǎn)CPRSQ下降沿到來后的形狀由CP=1時(shí)最后一個(gè)不為00的RS決議.4.3 JK觸發(fā)器開場主從JK邊沿JK電路構(gòu)造任務(wù)原理特性表次態(tài)卡諾圖波形圖形狀轉(zhuǎn)換圖動(dòng)作特點(diǎn)符號(hào)闡明一次變換問題例. 三、從RS到JK觸發(fā)器&QQ &QQ1SCPRJK主從JK觸發(fā)器.1J=1，K=0，假設(shè)現(xiàn)態(tài)為 0，那么：CP=1時(shí)主觸發(fā)器置1，到CP=0時(shí)從觸發(fā)器也置 1，J=1，K=0，假設(shè)現(xiàn)態(tài)為 1，那么：CP=1時(shí)主觸發(fā)器不變，到CP=0時(shí)從觸發(fā)器

9、也不變所以， J=1，K=0 時(shí)觸發(fā)器置 1，即：2J=0，K=1 時(shí)，觸發(fā)器置 0，即：四、 主從JK觸發(fā)器任務(wù)原理3J=K=0 時(shí)，觸發(fā)器堅(jiān)持原狀不變，即：4J=K=1 時(shí)，如： 那么：CP=1時(shí)主觸發(fā)器置 1，CP=0時(shí)從觸發(fā)器也置 1 即：同理，如：觸發(fā)器置 0所以， J=K=1 時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，即：.主從JK觸發(fā)器的符號(hào)主從JK觸發(fā)器的特性表CPJ K闡明X不變X00不0 011變0 0000 110同0 101J1 0111 001翻1 110轉(zhuǎn) 1 1 次態(tài)卡諾圖JK00011101111011特性方程.五 主從觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn) 1.觸發(fā)器的動(dòng)作分成兩步,一步是CP=1,主觸發(fā)器接

10、受輸入(S.R或J.K)被置成呼應(yīng)的形狀;一步是CP下降沿到來時(shí),從觸發(fā)器根據(jù)主觸發(fā)器的形狀翻轉(zhuǎn)。2.因主從觸發(fā)器都是同步RS觸發(fā)器,在CP=1期間輸入信號(hào)都將對主觸發(fā)器起控制造用。因此會(huì)導(dǎo)致主從觸發(fā)器的一次變換景象。知CP，J，K 的波形，試確定主從JK觸發(fā)器的輸出波形。CPJKQQ例.主從觸發(fā)器只需在CP=1時(shí)，輸入信號(hào)堅(jiān)持不變的情況下，觸發(fā)器的輸出才和特性表一致。CPJKQQQQ.4.4 D觸發(fā)器、其他觸發(fā)器開場邊沿DT/T電路構(gòu)造任務(wù)原理特性表次態(tài)卡諾圖波形圖形狀轉(zhuǎn)換圖動(dòng)作特點(diǎn)符號(hào)闡明例.4.邊沿觸發(fā)器觸發(fā)器的形狀僅取決于CP的上升沿或下降沿到達(dá)時(shí)的輸入信號(hào)形狀。種類有：維持阻塞觸發(fā)器

11、CMOS傳輸門邊沿觸發(fā)器傳輸延遲邊沿觸發(fā)器 CMOS傳輸門邊沿觸發(fā)器構(gòu)造當(dāng)CP=0時(shí),TG1導(dǎo)通,TG2截止,Q=D,且隨D變而變當(dāng)CP=1時(shí),TG1截止,TG2導(dǎo)通,Q由于TG2的反響而被堅(jiān)持,同時(shí)TG3也導(dǎo)通那么 Q=Q.嚴(yán)厲遵守：沿前的輸入決議沿后的輸出.D觸發(fā)器的特性表CPD闡明X不變XX0同0X1D1試確定D觸發(fā)器的輸出波形CPDQ例.4.3 觸發(fā)器的邏輯功能及描畫方法1. RS觸發(fā)器S R闡明00不0 011變0 0000 110同0 101S1 0111 00不定非1 11不定法 1 1 從特性表得到:約束條件:SR0001110 x11x1011特性方程:.形狀轉(zhuǎn)換圖:2. J

12、K觸發(fā)器01S=1R=0S=0R=1S=XR=0S=0R=XJ K闡明00不0 011變0 0000 110同0 101J1 0111 001翻1 110轉(zhuǎn) 1 1 .用卡諾圖表示:表示成形狀圖:JK00011101111011得特性方程:01J=1K=xJ=xK=1J=XK=0J=0K=X.3. D觸發(fā)器得特性方程:D闡明X0同0X1D1用卡諾圖表示:D010111用形狀轉(zhuǎn)換圖表示:01D=1D=0D=1D=0.4. T觸發(fā)器形狀圖:T觸發(fā)器的特性表:T闡明00不011變001翻110轉(zhuǎn)1形狀方程:01T=1T=1T=0T=0電路符號(hào):1N C1 .4.5 觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換開場原理D到JKJ

13、K到DD到其他JK到其他次態(tài)方程例例例.4.4 觸發(fā)器功能的相互轉(zhuǎn)換在實(shí)踐的運(yùn)用過程中,經(jīng)常需求把一種觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成另一種觸發(fā)器,轉(zhuǎn)換方法如下:現(xiàn)有觸發(fā)器QQ新觸發(fā)器的輸入轉(zhuǎn)換電路.1.D觸發(fā)器到其他觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換一. 從D到JK的轉(zhuǎn)換知D觸發(fā)器的邏輯功能:從而可以轉(zhuǎn)換電路:且JK觸發(fā)器的邏輯功能:由轉(zhuǎn)換方法知,新的JK觸發(fā)器的次態(tài)就是原有D觸發(fā)器的次態(tài).所以:&1&KJQQD轉(zhuǎn)換電路.D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器的電路圖&KJQQD1D C1 CP.二. 從D到RSRS的邏輯功能是:即有:那么轉(zhuǎn)換圖CP&RSQQD1D C1 .三.從D到T,TT觸發(fā)器的特性方程:顯然有:所以,轉(zhuǎn)換圖:&TQQD1D

14、 C1 CP.2.從JK觸發(fā)器到其他觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換一.從JK到D知JK觸發(fā)器的特性方程為:對照等式兩邊有:D觸發(fā)器的特性方程:所以變形:從而得到轉(zhuǎn)換電路:1J C1 1K DCP.二.從JK到T,T由T觸發(fā)器的特性方程由于當(dāng)T=1時(shí),T觸發(fā)器就是T觸發(fā)器,所以轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器的電路為:對照J(rèn)K觸發(fā)器的特性方程,顯然有:所以,T觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換電路圖為:1J C1 1K TCP1J C1 1K 1CP.4.5小結(jié)本章主要內(nèi)容講述了RS.JK.D.T等觸發(fā)器的內(nèi)部電路,任務(wù)方式,特性及其表示方法觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的根底,要求熟練掌握這幾種觸發(fā)器的特性表,特性方程,形狀圖表示方法要掌握形狀圖的畫法,和幾種觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換正確了解現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的時(shí)間關(guān)系,仔細(xì)區(qū)別組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路,為學(xué)習(xí)下一章做好預(yù)備.小結(jié)觸發(fā)器是數(shù)字電路的極其重要的根本單元。觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定形狀，在外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)穩(wěn)態(tài)；無外界信號(hào)作用時(shí)形狀堅(jiān)持不變。因此，觸發(fā)器可以作為二進(jìn)制存儲(chǔ)單元運(yùn)用。觸發(fā)器的邏輯功能可以用真值表、卡諾圖、特性方程、形狀圖和波形