第七章數(shù)字集成電路及其應(yīng)用中國(guó)石油大學(xué)（華東）控制科學(xué)與工程學(xué)院7.4集成觸發(fā)器組合邏輯電路：任一時(shí)刻的輸出僅取決于該時(shí)刻的輸入，而與過(guò)去的輸入輸出無(wú)關(guān)。時(shí)序邏輯電路：任一時(shí)刻的輸出不僅取決于該時(shí)刻的輸入，而與過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)。即時(shí)序邏輯電路具有記憶功能

數(shù)字邏輯電路根據(jù)其工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)的不同可分為兩大類：觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元。7.4集成觸發(fā)器觸發(fā)器（FlipFlop）：

能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)（一個(gè)“0”或一個(gè)“1”）的基本存儲(chǔ)單元電路。FQQ一個(gè)或多個(gè)輸入觸發(fā)器的框圖Q端的狀態(tài)代表觸發(fā)器的狀態(tài)Q=1時(shí)稱觸發(fā)器處于”1”態(tài)Q=0時(shí)稱觸發(fā)器處于”0”態(tài)7.4集成觸發(fā)器

兩個(gè)基本特點(diǎn)：1、一定的輸入信號(hào)可以使觸發(fā)器置于“0”態(tài)或“1”態(tài)；2、去掉輸入信號(hào)以后，觸發(fā)器的狀態(tài)能長(zhǎng)期保存，直至有新的輸入信號(hào)使其改變狀態(tài)為止。

按功能分類：

R-S觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器等。FQQ一個(gè)或多個(gè)輸入7.4集成觸發(fā)器1.基本R-S觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端兩輸入端反饋線與非門(mén)7.4.1R-S觸發(fā)器&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器

觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)(1)SD=1，RD=01010&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)1001110觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變復(fù)位端0(1)SD=1，RD=0結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=1，RD=0時(shí)，使觸發(fā)器置“0”或稱為復(fù)位。&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2)SD=0，RD=1&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)0110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變置位端1(2)SD=0，RD=1結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=0，RD=1時(shí)，使觸發(fā)器置“1”或稱為置位。&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3)SD=1，RD=1&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)1110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變1(3)SD=1，RD=1結(jié)論:不論觸發(fā)器原來(lái)為何種狀態(tài)，當(dāng)SD=1，RD=1時(shí)，觸發(fā)器保持原來(lái)的狀態(tài)。即觸發(fā)器具有保持、記憶功能。&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器1100(4)SD=0，RD=0&QQG1&G2SDRD禁止加該信號(hào)7.4集成觸發(fā)器邏輯符號(hào)QQSDRD基本R－S

觸發(fā)器狀態(tài)表SDRDQn+1100置0011置111Qn

保持00不確定（應(yīng)禁止）功能現(xiàn)態(tài)Qn:電路在某個(gè)考查瞬間時(shí)所處的狀態(tài)。次態(tài)Qn+1:電路在考查瞬間時(shí)的輸入組合作用下，將要達(dá)到的那個(gè)新的狀態(tài)，即下一個(gè)考查瞬間時(shí)所處的狀態(tài)。低電平有效7.4集成觸發(fā)器

而翻轉(zhuǎn)到何種狀態(tài)由輸入信號(hào)決定,從而出現(xiàn)了各種時(shí)鐘控制的觸發(fā)器。鐘控觸發(fā)器也叫同步觸發(fā)器。

基本RS觸發(fā)器具有直接置1、置0功能。但在實(shí)際中，通常要求觸發(fā)器按一定的時(shí)間節(jié)拍動(dòng)作，即讓輸入信號(hào)的作用受時(shí)鐘脈沖CP(ClockPulse的縮寫(xiě))的控制。2.鐘控RS觸發(fā)器&QQG1&G2SDRD7.4集成觸發(fā)器基本R-S觸發(fā)器控制電路時(shí)鐘脈沖&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CPSD，RD用于預(yù)置觸發(fā)器的初始狀態(tài)。工作過(guò)程中應(yīng)處于高電平，對(duì)電路工作狀態(tài)無(wú)影響。SDRDQ100111017.4集成觸發(fā)器當(dāng)CP=0時(shí)011R，S

輸入狀態(tài)不起作用，基本R-S觸發(fā)器狀態(tài)不變。

被封鎖被封鎖&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器當(dāng)CP=1時(shí)1打開(kāi)觸發(fā)器狀態(tài)由R，S

輸入狀態(tài)決定。11打開(kāi)&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器

觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻受CP控制（CP高電平時(shí)翻轉(zhuǎn)），而觸發(fā)器的狀態(tài)由R，S的狀態(tài)決定。當(dāng)CP=1時(shí)1打開(kāi)(1)S=0,R=00011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)由R，S

輸入狀態(tài)決定。11打開(kāi)&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器1101010(2)S=0,R=1觸發(fā)器置“0”11&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器1010101(3)S=1,R=011觸發(fā)器置“1”&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器1110011(4)S=1,R=1禁止加該信號(hào)!&G1&G2SDRDQQ&G4SR&G3CP7.4集成觸發(fā)器RSQn+100Qn10001111禁止邏輯狀態(tài)表Qn—時(shí)鐘脈沖到來(lái)前觸發(fā)器的狀態(tài)，稱為現(xiàn)態(tài)；Qn+1—時(shí)鐘脈沖到來(lái)后觸發(fā)器的狀態(tài)，稱為次態(tài)。CP高電平時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)由R、S確定。邏輯符號(hào)7.4集成觸發(fā)器 Q QSDRDCPSR保證兩個(gè)觸發(fā)器同時(shí)動(dòng)作7.4集成觸發(fā)器 Q QSDRDCPSR Q QSDRDCPSRC例：畫(huà)出鐘控R－S

觸發(fā)器的輸出波形RDSRQRSQn+100Qn10001111禁止邏輯狀態(tài)表空翻現(xiàn)象：在一個(gè)時(shí)鐘脈沖期間觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次以上。SD17.4集成觸發(fā)器觸發(fā)方式：是指觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的什么階段才有可能接受輸入信號(hào)，來(lái)改變狀態(tài)。電位觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式

在約定鐘控信號(hào)電平（CP=1或CP=0）期間，觸發(fā)器接受輸入信號(hào)，并根據(jù)輸入信號(hào)來(lái)改變狀態(tài)。而在非約定鐘控信號(hào)期間，不論信號(hào)如何變化，都不影響輸出。

觸發(fā)器僅在CP某一約定跳變到來(lái)時(shí)，才接受信號(hào)。在CP=0和CP=1時(shí)，輸入信號(hào)的變化不會(huì)引起觸發(fā)器輸出狀態(tài)的變化。CP7.4集成觸發(fā)器7.4.2J-K觸發(fā)器狀態(tài)表邊沿觸發(fā)(保持功能)(置“0”功能)(置“1”功能)(計(jì)數(shù)功能)SD

、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD

、RD應(yīng)接高電平。7.4集成觸發(fā)器00110101Qn

01

QnJKQn+1SDCPRDQQJK邏輯符號(hào)7.4.2J-K觸發(fā)器狀態(tài)表邊沿觸發(fā)(保持功能)(置“0”功能)(置“1”功能)(計(jì)數(shù)功能)SD

、RD為直接置1、置0端，不受時(shí)鐘控制，低電平有效，觸發(fā)器工作時(shí)SD

、RD應(yīng)接高電平。7.4集成觸發(fā)器00110101Qn

01

QnJKQn+1SDCPRDQQJK邏輯符號(hào)J－K觸發(fā)器工作波形圖舉例0CPJKQ置1置0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0下降沿觸發(fā)7.4集成觸發(fā)器00110101Qn

01

QnJKQn+1JCPKQQQJCPKCPD(J)KQ設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0上升沿觸發(fā)7.4集成觸發(fā)器00110101Qn

01

QnJKQn+1JCPKQQQDCP1J、K端各有三個(gè)輸入的J-K觸發(fā)器的邏輯符號(hào)7.4集成觸發(fā)器JCPKQQJ1J2J3K1K2K3SDRD7.4.3D觸發(fā)器DQn+10011邏輯狀態(tài)表T觸發(fā)器邏輯狀態(tài)表TQn+10Qn1Qn7.4集成觸發(fā)器邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)SDCPRDQQDSDCPRDQQT例:時(shí)鐘CP及輸入信號(hào)D

的波形如圖所示，試畫(huà)出各觸發(fā)器輸出端Q的波形，設(shè)各輸出端Q的初始狀態(tài)為0。7.4集成觸發(fā)器DCPQQQ1DCPDCPQQQ2DCPCPDQ1DQn+10011邏輯狀態(tài)表上升沿觸發(fā)7.4集成觸發(fā)器DCPQQQ1DCPCPDQ2DQn+10011邏輯狀態(tài)表下降沿觸發(fā)7.4集成觸發(fā)器DCPQQQ2DCP7.4.4觸發(fā)器應(yīng)用舉例1.消除抖動(dòng)電路QSDRD＋VCCSRKSRQSDRDQ100置0011置111不變保持功能7.4集成觸發(fā)器2.四人搶答電路Vcc74LS175管腳排列圖1615141312111091234567874LS175Q1GNDD1D2Q2CPQ3D3D4Q474LS175邏輯狀態(tài)表

CPDQn+1

011100×↑↑×107.4集成觸發(fā)器LED

四人搶答電路工作原理：搶答前清“0”C1Q1Q&G174LS175S1+5VS2S3S4&G3&G2+5VC1D2D3D4D2Q4Q4Q3Q3Q2QCLR0000111101截止開(kāi)啟7.4集成觸發(fā)器C1Q1Q&G