数字电子技术基础第四章触发器.docx
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数字电子技术基础第四章触发器
•第一节触发器的电路结构及工作特点
作业
•4-2
•4-3
•4-11
第一节触发器的电路结构及工作特点
•—、基本RS锁存器
♦1.用与非门组成的基本RS锁存器
A（—）电路结构和逻辑符号
（二）逻辑功能分
QQ
RS
不稳定状态的约束
•R=S=O同时撤消时电路的状态可能有三种情况
组合电路与时序电路的区别:
•组合电路在某时刻的输出只决定于这时刻的输入
•时序电路在某时刻的输出决定于两个因素：
①这时刻的输入；②这时刻以前的输入。
或者这样说：
②这时刻电路的状态
•这时刻电路的状态反映的是这时刻以前的电路的输入的历史
几个概念
•1状态
•0状态
•现态：
Qn正在考察的瞬间电路所处的状态
•次态：
Qn+1以正在考察的瞬间为基准，下一个考察瞬间触发器将要进入的状态
•状态：
时序电路的最重要的概念
（三）或非门构成的基本RS锁存器
输入端高电平有效
2Q
Ca）
R
为低电平。
例在用与非门组成的基本RS锁存器中，设初始状态为0,已知输入S的波形图，画出两输出端的波形图。
解：
由知，当R、S都为高电平时，锁存器保持原状态不变；当S变低电平时，触
发器翻转为1状态；当R变低电平时，锁存器翻转为0状态；不允许R、S同时
二、逻辑门控RS锁存器
•
（一）电路结构和逻辑符号
•
（二）逻辑功能分析
♦当CP=O时，G3和G4门被封锁，输入信号迟、S
不起作用，输出全为1,基本RS锁存器状态不变。
♦当时，G3和G4门打开，输入信号&S经G3、G4门作用于基本RS锁存器，使0的状态跟随输入状态的变化而改变，其特性表如表4・3所示。
•当R=S=1时当CP由1变0时锁存器的状态不定。
•或者当CP=1时，R、S同时由1变0时锁存器的状态不定。
（三）锁存器功能的几种描述方法
•1.特性方程
•2.状态转换图
•3.驱动表
•4.波形图
・特性方程
2・状态转换图
3・驱动表
4・波形图
同步触发器存在的问题——空翻
由于在cei期间，g3.G4门都是开着的，都能接收&S信号，所以，如果在期间A.S发生多次变化，则锁存器的状态也可能发生多次翻转。
在一个时钟脉冲周期中，锁存器发生多次翻转的现象叫做空翻。
-QIO
&
A
1
&
Q*
r5&
I
1
&
/?
CP
厂Is
cH/
G主触发器
CT从触发器
三、主从触发器
•
（一）主从RS触发器
（1）当CP=1时，CP9=0,从触发器被封锁，保持原状态不变：
主触发器工作，接收疋和S端的输入信号。
（2）当CP由1跃变到0时，即CP=0.CP'=lo主触发器被封锁，输入信号R、S不再影响主触发器的状态；从触发器工作，接收主触发器输出端的状态。
特点：
（1）主从触发器的翻转是在CP由1变0时刻（CF下降沿）发生的。
（2占CP—旦变为0后r主触发器被封锁f其状态不再受R.S影响f因此不会有空翻现
（3）站入端直接控制的问题已经解决
CP
主从RS触发器的缺点
•R、S不能同时为1,即有效的输入电平
•主从JK触发器可解决此问题
的G7、G8n,这样,
（二）主从JK触发器
•主从RS触发器的缺点:
•使用时有约束条件
•RS=Oo
为此，将触发器的两个互补的输出端信号通过两根反馈线分别引到输入端就构成了JK触发器。
JK触发器的功能表
JK
$
功能说明
00
0
1〕
00
1
1
01
0
0
输出状态射狀态相同
01
1
0
10
0
1
输岀状态射状蛊相同
10
1
1
11
0
1
韓入占冲
11
1
0
输岀狀蛊改变一衣
（1）功能表:
JK触发器的功虢衆
JK
$
$+1
功能说明
00
0
0
保持原伏态
00
1
1
01
0
0
输出状态与J状蛊相同
01
1
0
10
0
1
输出状态与"犬态相同
10
1
1
11
0
1
每输入1亍脉冲
11
1
0
输出状态改变一次
0
1
0
0
1
1
0
1
200011110
（2）特性方程:
en41=JQn+KQ
（3）状态转换图
JK
孑
功能说明
00
00
0
1
□
1
保持原狀态
01
01
0
1
□
□
输出伏态与J伏态相同
10
1□
0
1
1
1
输出状态与了状态相同
11
11
0
1
1
□
毎输入一个脈冲输出状态改变一次
7=1
K=X
（4）驱动表
J=X
K=1
在画主从触发器的波形图时,应注意以下两点：
（1）触发器的触发翻转发生
在时钟脉冲的触发沿（这里
1
CP1_
J
K
2
3
1
■
4
1
5
1"T
b
6
r
L
是下降沿）。
Q
已知主从JK触发器八K的波形如图所示，画出输出。
的波形图（设初始状态为0）。
（2）CP=1期间主触发器接收,在CP下降沿的瞬间从触发
■翻
（3）—次变化问题。
已知主从JK触发器八K的波形如图所示，画出输出Q的波形图（设初
解：
画出输出波形如图示。
CP
J
K=0
Q
2总
K
CP
始状态为0）。
主从JK触发器的一次变化现象
主从JK触发器在CPT期间，主触发器在输入发生多次变化的情况下，而其状态只能
变化（翻转）一次，这种现象称为一次变
化现象。
Q=0时J不能发生从0—1—0的变
化，Q=1时K不能发生从0—1—0的变化,
CP
⑥0
K=0
Q
主从T触发器和T，触发器
如果将JK触发器的J和K相连作为T输入端就构成了T触发器。
r触发器的特性方程为:
厂厂
厂厂
IKCl1J
ClIT
9.
9'
QQQQ
6L”|
厂厂IrF
CPT
T触发器特性方程：
=TQn+TQ
当T触发器的输入控制端为卩=1时，称为『触发器。
n+l
=Qn
四、边沿触发器
•
（一）CMOS主从结构的边沿触发器•
（二）维持阻塞触发器
◎Q
（三）利用传输延迟的边沿触发器
D触发器的状态转换图:
D=1
D=0
D触发器的驱动表:
表5.3.2D触发器的呃动表
g-
V'
D
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
2.维持一阻塞边沿D触发器的结构及工作原理
（1）同步D触发器:
该电路满足D触发器
的逻辑功能，但有
同步触发器的空翻现象。
（2）维持一阻塞边沿D触发器
CP
D
端曲波形图
験态的依据是CP上0初I端D的状态。
根据D触发器的功能表，可画出输出
维持一阻塞D触发器的输入波形，画出输出波形图。
解：
在波形图时，应］
（1）触发器E上升沿。
濾
（3）触发器的直接置0和置1端
QQ
直接置0端，低电平有效;
直接置1端；低电平有效。
Q
Q
6
1
Cl
RIDAS
Y
RdSd
二、CMOS主从结构的触发器
1.电路结构：
由CMOS逻辑门和CMOS传输门组成主从D触发器。
CPCP
由于引入了传输门，该电路虽为主从结构，却没有一次变化问题,具有边沿触发器的特性。
2.工作原理
触发器的触发翻转分为两个节拍:
（1）当CP变为1时，TG］开通，TG?
关闭。
主触发器接收D信号。
同时，TG3关闭，TG4开通，从触发器保持原状态不变。
（2）当CP由1变为0时，TG］关闭，TG?
开通，主触发器自保持。
同时，TG3开通，TG4关闭，从触发器接收主触发器的状态。
3•具有直接置0端心和直接置1端Sd的CMOS边沿D触发器
厂
r
1K
1J
R
&
C1
&
s
O
1
o
1
VccSdCP$£K|q冋冋冋冋而[T|[?
74LS72
IlJL1JNNL1JbJL
NCRdJ|J2J3QGND
⑵带有直接置0端心和直接置1端Sd,
都为低电平有效，不用时应接高电平。
Rd陋冬CPJjJ2J3SD
集成触发器
一、集成触发器举例
1.TTL主从JK触发器74LS72
QQ
特点：
（1）有3个J端和3个K端，它们之间是与逻辑关系。
（3）为主从型结构，CP下跳沿触发。
74LS72的功能表
输
入
输
出
丘口
&
CP
U
ir
2.
Q
0
1
X
X
X
0
1
1
0
X
X
X
1
0
1
1
1
0
0
$
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
2・高速CMOS边沿D触发器74HC74
sIDA1R
74HC74
2Q2QIQ1Q
d丨6丨
POOO
1111
2Sd2D2CP2Rd1SdID1CPIRd
Vcc2Rd2D2CP2Sd2020
冋冋冋前而茴肃
IRdID1CP1SDIQIQGND
特点：
（1）单输入端的双D触发器。
（2）它们都带有直接置0端A。
和直接置1端Sd，为低电平
有效。
（3）为CMOS边沿触发器，CP上升沿触发。
•1•直流参数
•
（1）
•
（2）
•（3）
•（4）
3•集成触发器的主要参数
电源电流ICC
低电平输入电流IIL
高电平输入电流IIH
输出高电平VOH输出低电平VOL
•2■开关参数
•
（1）最高时钟频率/hiax
•
（2）对时钟的延迟（tCPLH^tCPHL）
•（3）对直接置0置1端的延迟时间•（fRLHfRHLfSLHtshl）
CPHL=%d
CPHiCPHL=3fpd。
…集成触发器的脉冲工作特性
触发器的脉冲工作特性是指触发器对时钟脉冲、输入信号以及它们之间相互
配合的的时间关系的要求。
掌握这种工作特性对触发器的应用非常重要。
•
（1）维持一阻塞D触发器的脉冲工作特性。
可以看出，该电路的建立时间为两级与非门的延迟时间，即zset=2rpdo取（H=”pd由图可以看出，该电路的^CPLH=^pd所以触发器的族4
当时钟脉冲CP输入信号八K由于八K和CP
•的最小工作周期几泊二，CPh+（CPL
（2）主从JK触发器的脉冲工作特性。
•在主从JK
•触发器电路中,•上跳沿到达时,•进入主触发器,•同时接到G：
、G8H,所以八K•信号只要不迟于CP上跳沿即可,
•所以，心=0。
•心直3口。
和=°。
该电路的
•，CPLH=2fp"心肌=%（1，所以触发
•器的^CPL^CPHL=^pd°
•综上所述，主从JK触发器要求CP
1J
比
D
y+1
旷1
JQn+KQn
二触发器J
1.用JK触发苕
（1）JKT
=D=吨+0
J=D.K=D
Q
r
厂
IK
c
：
11.
J
c
〉:
1.
L
c
1
p
CPT
写出t触发器的特性方程^令ci，即可得『触发器。
与JK触发器的特性方程比较，
得：
j=t9k=t.
写出D触发器和JK触发器的特性方程:
gn4i=JQn+KQn
QQ
KCP
2.用D触发器转换成其他功能的触发器
（1）D—JK
比较两式，得：
D=JQ7+KQn画出逻辑图。
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