1、7 觸發(fā)器,基本RS觸發(fā)器,同步觸發(fā)器,邊沿觸發(fā)器,觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換,主從觸發(fā)器,一、雙穩(wěn)態(tài)電路（Bistate Elements）,問題：由于電路沒有輸入，無法控制或改變它的狀態(tài)。,基本RS觸發(fā)器,電路有兩個穩(wěn)定工作狀態(tài)：,二、由或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號,R、S稱為觸發(fā)脈沖輸入端，R為復位（Reset）端，S為置位（Set）端。,基本RS觸發(fā)器,邏 輯 符 號,電 路 圖,基本RS觸發(fā)器, 輸入和輸出的關(guān)系, 輸入和輸出的關(guān)系表,基本RS觸發(fā)器,00,對于由或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器采用正脈沖觸發(fā)。, 已知輸入R、S波形圖，試畫出 、 波形圖，設(shè)RS觸發(fā)器的初態(tài)為

2、0。,01,00,10,00,01,00,基本RS觸發(fā)器,三、由與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和符號,基本RS觸發(fā)器, 輸入輸出關(guān)系,四、觸發(fā)器的狀態(tài), 0態(tài)、1態(tài)、不正常態(tài), 現(xiàn)態(tài)和次態(tài),現(xiàn)態(tài)（Present State）：觸發(fā)器在接收信號之前所處的 狀態(tài)，用Qn表示；,基本RS觸發(fā)器,次態(tài)（Next State）：觸發(fā)器在接收信號之后建立的新的 穩(wěn)定狀態(tài)，用Qn+1表示。,稱為“0”態(tài)，,稱為“1”態(tài)，, 基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)真值表：,基本RS觸發(fā)器,（約束條件）,五、基本RS觸發(fā)器的應(yīng)用, 作為存儲單元，可存儲1位二進制信息。, 其它功能觸發(fā)器的基本組成部分。, 構(gòu)成單脈沖發(fā)生器

3、,基本RS觸發(fā)器,窄脈沖,單脈沖發(fā)生電路：,每按動開關(guān)AN一次，觸發(fā)器只輸出一個正脈沖。,基本RS觸發(fā)器,基本RS觸發(fā)器,CP=0：基本R-S觸發(fā)器輸入端均為1，狀態(tài)保持不變,一、同步RS觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號,同步觸發(fā)器,基本RS 觸發(fā)器,時鐘脈沖,CP=1：R、S通過“非”門作用于基本R-S觸發(fā)器,同步觸發(fā)器,邏輯功能,（約束條件）, 基本RS觸發(fā)器與同步RS觸發(fā)器的區(qū)別,（a）基本RS觸發(fā)器輸出波形,（b）同步RS觸發(fā)器輸出波形,同步觸發(fā)器,結(jié)論：同步RS觸發(fā)器只在CP高電平期間接收輸入信號，基本RS觸發(fā)器任何時候均能接收輸入信號。,二、D 觸發(fā)器（Delay flipflops）

4、, 狀態(tài)真值表,同步觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號, 特性方程,三、同步JK觸發(fā)器,同步觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號, 特性方程, 邏輯符號, 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,狀態(tài) 0,狀態(tài) 1,同步觸發(fā)器, 狀態(tài)真值表,四、同步T觸發(fā)器, 特性方程, 真值表,同步觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號,T觸發(fā)器可看成是JK觸發(fā)器在J=K條件下的特例,五、同步T觸發(fā)器,T觸發(fā)器可看成T觸發(fā)器在T恒等于1條件下特例，其特征方程是：,同步觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號,同步觸發(fā)器,5種不同功能的觸發(fā)器,RS觸發(fā)器的特性方程,D 觸發(fā)器的特性方程,JK觸發(fā)器的特性方程,T觸發(fā)器的特性方程,T觸發(fā)器的特性方程,（約束條件）,電平觸發(fā)方

5、式,電平觸發(fā)方式,如果觸發(fā)器在CP脈沖的高電平或低電平期間接收輸入信號，稱為電平觸發(fā)方式。,電平觸發(fā)方式分高電平觸發(fā)方式和低電平觸發(fā)方式。,同步觸發(fā)器就采用電平觸發(fā)方式。,高電平觸發(fā),低電平觸發(fā),電平觸發(fā)方式 的空翻現(xiàn)象,在一個CP脈沖周期內(nèi)，觸發(fā)器狀態(tài)變化多于一次的現(xiàn)象稱為空翻。,空翻帶來兩個問題：一是觸發(fā)器的抗干擾能力下降； 二是限制了觸發(fā)器的使用范圍。,電平觸發(fā)方式,D觸發(fā)器邏輯圖,波形圖,邊沿觸發(fā)方式,如果觸發(fā)器僅在CP脈沖的上升沿或下降沿時刻接收輸入信號，稱為邊沿觸發(fā)方式。,邊沿觸發(fā)方式,下降沿觸發(fā),邊沿觸發(fā)方式又分為上升沿和下降沿兩種觸發(fā)方式。,上升沿觸發(fā),邊沿觸發(fā)方式,邊沿觸發(fā)器

6、只有CP的上升沿或下降沿瞬間才能接受控制輸入信號，改變狀態(tài)，因此在一個時鐘脈沖下，觸發(fā)器最多只能翻轉(zhuǎn)一次，從根本上杜絕了空翻的現(xiàn)象。,邊沿觸發(fā)方式, 電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號,G3、G4、G5、G6構(gòu)成了D信號的輸入通道。,邊沿觸發(fā)器維持阻塞D觸發(fā)器, 工作原理分析,1. 觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。,0,D,2. 門G3、G4被封鎖，輸入信號D 經(jīng)門G6取反后到達門G4的輸入端，再經(jīng)門G5取反后到達門G3的輸入端，等待送入。,當CP=0時,邊沿觸發(fā)器維持阻塞D觸發(fā)器,輸 出 不 變, 工作原理分析（設(shè)D=0，當CP由01時 ）,若D =0， CP=1時，則Qn+1=D=0，并立即封鎖輸入通路。,封鎖輸入

7、通路,邊沿觸發(fā)器維持阻塞D觸發(fā)器,輸 出 0 態(tài), 工作原理分析（設(shè)D=1，當CP由01時 ）,若D =1， CP=1時，則Qn+1=D=1，并立即封鎖干擾通路。,封鎖干擾通路,邊沿觸發(fā)器維持阻塞D觸發(fā)器,輸 出 1 態(tài),此時Q3=0， 此信號有3個流向:(1)向右送G1輸入端，使Q=1，D=1，觸發(fā)器置1。(2)向左返回G5輸入端，關(guān)閉G5，使后來從輸入端進入的干擾不能從上方通道通過；由于該反饋線使G3和G5組成鎖存器，維持觸發(fā)器置1時Q3 =0狀態(tài)，故稱此反饋線為置1維持線。 (3)向下送門G4輸入端，封鎖下方干擾通道，故稱為置1阻塞線。,1邊沿觸發(fā)器采用了邊沿觸發(fā)方式，克服了空翻現(xiàn)象；,

8、2不同的觸發(fā)方式是采用不同的觸發(fā)器結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。,如果維持阻塞D觸發(fā)器的輸入信號剛好在CP脈沖的上升沿發(fā)生改變是否允許？如不允許，對輸入信號有什么要求？,結(jié)論,思考,邊沿觸發(fā)器維持阻塞D觸發(fā)器,使用時要注意，輸入信號必須提前2tpd到達D輸入端，以便在CP的上升邊到來之前傳輸?shù)紾3、G4門口。同時，在CP到來之后要繼續(xù)保持一段時間，以使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)正確，前者叫建立時間，用Tset表示，后者叫保持時間，用Th表示。,邊沿觸發(fā)器維持阻塞D觸發(fā)器,建立時間（ Setup Time）Tset，輸入端數(shù)據(jù)D在時鐘上升（下降）沿到來之前應(yīng)穩(wěn)定的時間。對于維持阻塞D觸發(fā)器， Tset=2tpd。,建立時間和保

9、持時間,保持時間（Hold Time）Th，輸入端數(shù)據(jù)D在時鐘上升（下降）沿過去以后應(yīng)穩(wěn)定的時間。對于維持阻塞D觸發(fā)器， Th=1tpd。, 電路結(jié)構(gòu)及符號,主觸發(fā)器,從觸發(fā)器, 動作特點：,(1) CP=1期間，主FF 根據(jù)R、S 翻轉(zhuǎn)，從FF不變。,主從RS觸發(fā)器(flip-flop),主從觸發(fā) 器的標志,主從RS觸發(fā)器,在CP的下降沿時刻，觸發(fā)器狀態(tài)的發(fā)生改變,在一個CP周期中，觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)只可能改變一次,思考：與下降沿觸發(fā)器的動作特點是否完全相同, 電路結(jié)構(gòu),主從JK觸發(fā)器,從觸發(fā)器,主觸發(fā)器, 電路結(jié)構(gòu)特點,主從JK觸發(fā)器,主從RS觸發(fā)器,主從JK觸發(fā)器, 主從JK觸發(fā)器的動作

10、特點：,(1) 在CP的一個變化周期中觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)只可能改變一次，從而杜絕了空翻現(xiàn)象；,主從JK觸發(fā)器,(3)在Qn=0時，主觸發(fā)器只能接受置1輸入信號；在Qn=1時，主觸發(fā)器只能接受置0輸入信號，其結(jié)果是在CP=1期間主觸發(fā)器只可能翻轉(zhuǎn)1次(如脈沖4期間）。主要是因為從觸發(fā)器的反相端引到J，此時J雖然為1，但是門G7輸出保持為1，則G5輸出保持為0。, 工作原理分析,CP=0時，門A、A、C、C全部被封鎖，J、K無法使觸發(fā)器的狀態(tài)改變；門C、C輸出高電平，觸發(fā)器通過門B、B保持原狀態(tài)，假設(shè)Qn=0.,(1)當CP=0時，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn),邊沿JK觸發(fā)器, 工作原理分析,(2)當CP=1時，

11、準備翻轉(zhuǎn),邊沿JK觸發(fā)器,1,0,CP上升邊時，門A、A、C、C 封鎖立即被解除，這時因Qn=1、CP=1，門A的輸入立即全部變成為高電平1，因此輸出Q仍將保持低電平0，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)。但是，因Qn=1、CP=1，門C被打開，如果J=1、K=0，則信號J經(jīng)門C反相使門B輸入端變?yōu)榈碗娖?，準備翻轉(zhuǎn)。, 工作原理分析,(3)當CP下降邊時，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),邊沿JK觸發(fā)器,1,0,CP下降邊時，門A、A、C、C 立即被封鎖，這時門A和門B輸入端同時變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，即Qn+1=1。這是因為，在CP下降到達之前，信號J=1使門C輸出的低電平0早已傳到門B輸入端，即使CP下降邊將使門C輸出變?yōu)楦唠娖?，但由于此信號須?jīng)門C的1tpd的傳輸延遲，就在CP下降邊到達之后門C輸出改變狀態(tài)之前的短暫瞬間門A和門B輸入端同時出現(xiàn)低電平，故觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。,目前生產(chǎn)的時鐘控制觸發(fā)器定型產(chǎn)品中只有JK觸發(fā)器和D型觸發(fā)器。其它功能的觸發(fā)器可由這兩種觸發(fā)器轉(zhuǎn)化而成。, JK、D 觸發(fā)器轉(zhuǎn)化為 T觸發(fā)器,觸發(fā)器的功能轉(zhuǎn)換, 將 JK 轉(zhuǎn)換成 D,觸發(fā)器的功能轉(zhuǎn)換, 將D 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為 T,觸發(fā)器的功能轉(zhuǎn)換,觸發(fā)器特點,觸發(fā)器分類,本部分重點,觸