觸發(fā)器浙江水利水電專科學校電氣工程系主 教程PPT課件

SR QQ&工作原理工作原理R SQ10010 10R=0、S=1時：由于R=0，不論原來Q為0還是1，都有Q=1；再由S=1、Q=1可得Q0。即不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)都將變成0狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置0或復位。R端稱為觸發(fā)器的置0端或復位端。第1頁/共49頁 SR QQ&0110R SQ0 10R=1、S=0時：由于S=0，不論原來Q為0還是1，都有Q=1；再由R=1、Q=1可得Q0。即不論觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)都將變成1狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置1或置位。S端稱為觸發(fā)器的置1端或置位端。1 01第2頁/共49頁 SR QQ&1110R=1、S=1時：根據與非門的邏輯功能不難推知，觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲起來，這體現了觸發(fā)器具有記憶能力。R SQ1 000 111 1不變10第3頁/共49頁 SR QQ&0011R SQ1 000 111 1不變0 0不定R=0、S=0時：Q=Q=1，不符合觸發(fā)器的邏輯關系。并且由于與非門延遲時間不可能完全相等，在兩輸入端的0同時撤除后，將不能確定觸發(fā)器是處于1狀態(tài)還是0狀態(tài)。所以觸發(fā)器不允許出現這種情況，這就是基本RS觸發(fā)器的約束條件。第4頁/共49頁R SnQ1nQ功 能0 0 00 0 1不 用不 用不 允 許0 1 00 1 10001nQ置 01 0 01 0 11111nQ置 11 1 01 1 101nnQQ1保 持特性表（真值表）特性表（真值表）現態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。第5頁/共49頁 R 00 01 11 10 0 0 0 1 1 1 1 0 S Qn 次態(tài)次態(tài)Qn+1的卡諾圖的卡諾圖約束條件 1)(1SRQRSQRSQnnn特性方程特性方程觸發(fā)器的特性方程就是觸發(fā)器次態(tài)Qn+1與輸入及現態(tài)Qn之間的邏輯關系式第6頁/共49頁狀態(tài)圖狀態(tài)圖描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉換關系及轉換條件的圖形稱為狀態(tài)圖011/1/10/01/當觸發(fā)器處在0狀態(tài)，即Qn=0時，若輸入信號 01或11，觸發(fā)器仍為0狀態(tài)；RS當觸發(fā)器處在1狀態(tài)，即Qn=1時，若輸入信號 10或11，觸發(fā)器仍為1狀態(tài)；RSRS若 10，觸發(fā)器就會翻轉成為1狀態(tài)。RS若 01，觸發(fā)器就會翻轉成為0狀態(tài)。第7頁/共49頁波形圖波形圖反映觸發(fā)器輸入信號取值和狀態(tài)之間對應關系的圖形稱為波形圖RSQQ置1置0置1置1置1保持不允許第8頁/共49頁基本基本RS觸發(fā)器的特點觸發(fā)器的特點（1）觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號狀態(tài)有關，而且與觸發(fā)器的現態(tài)有關。（2）電路具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在無外來觸發(fā)信號作用時，電路將保持原狀態(tài)不變。（3）在外加觸發(fā)信號有效時，電路可以觸發(fā)翻轉，實現置0或置1。（4）在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個輸出端的狀態(tài)和必須是互補關系，即有約束條件。在數字電路中，凡根據輸入信號R、S情況的不同，具有置0、置1和保持功能的電路，都稱為RS觸發(fā)器。第9頁/共49頁集成基本集成基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器(a) 74LS279 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 974LS279 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 4S 4R 4Q 3SA 3SB 3R 3Q1R 1SA 1SB 1Q 2R 2S 2Q GND(b) CC4044 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 9CC4044 1 2 3 4 5 6 7 8VDD 4S 4R 1Q 2R 2S 3Q 2Q4Q NC 1S 1R EN 1R 1S VSSEN1時工作EN0時禁止1S3S第10頁/共49頁同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器G1 G2G3 G4S CP RS CP R&Q QS CP RS CP RQ QQ Q(a) 邏輯電路(b) 曾用符號1S C1 1RQ Q(c) 國標符號&RSCP0時，R=S=1，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變。CP1時，工作情況與基本RS觸發(fā)器相同。一、同步RS觸發(fā)器第11頁/共49頁CP R S QnQn+1功能0 QnnnQQ1 保持1 0 0 01 0 0 101nnQQ1 保持1 0 1 01 0 1 11111nQ 置 11 1 0 01 1 0 10001nQ 置 01 1 1 01 1 1 1不用不用不允許特特性性表表特性特性方程方程 01RSQRSQnnCP=1期間有效期間有效第12頁/共49頁主主要要特特點點波波形形圖圖（1）時鐘電平控制。在CP1期間接收輸入信號，CP0時狀態(tài)保持不變，與基本RS觸發(fā)器相比，對觸發(fā)器狀態(tài)的轉變增加了時間控制。（2）R、S之間有約束。不能允許出現R和S同時為1的情況，否則會使觸發(fā)器處于不確定的狀態(tài)。C PRSQQ不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變第13頁/共49頁G3 G4G1 G2 S RDG1 G2CPQ Q(a) D 觸發(fā)器的構成1D D CP 1D C1Q Q(c) 邏輯符號CPG3 G4&Q Q(b) D 觸發(fā)器的簡化電路SR&DQDDQRSQnnn1CP=1期間有效期間有效將S=D、R=D代入同步RS觸發(fā)器的特性方程，得同步D觸發(fā)器的特性方程：二、同步二、同步D觸發(fā)器（觸發(fā)器（D鎖存器）鎖存器）第14頁/共49頁01D=1/0/0/1/狀狀態(tài)態(tài)圖圖波波形形圖圖在數字電路中，凡在CP時鐘脈沖控制下，根據輸入信號D情況的不同，具有置0、置1功能的電路，都稱為D觸發(fā)器。CPDQQ第15頁/共49頁(a) 74LS375 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 974LS375 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 4D 4Q 4Q 2G 3Q 3Q 3D1D 1Q 1Q 1G 2Q 2Q 2D GND(b) CC404 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 9CC4042 1 2 3 4 5 6 7 8VDD 4Q 4D 3D 3Q 3Q 2Q 2Q4Q 1Q 1Q 1D CP POL 2D VSS集成同步集成同步D觸發(fā)器觸發(fā)器CP1、2CP3、4POL1時，CP1有效，鎖存的內容是CP下降沿時刻D的值；POL0時，CP0有效，鎖存的內容是CP上升沿時刻D的值。第16頁/共49頁G3 G4G1 G2J CP KJ CP KJ CP KQ QJ CP KQ QQ Q(a) 邏輯電路(b) 曾用符號1J C1 1KQ Q(c) 國標符號&nnnnnnnQKQJQKQQJQRSQ1CP=1期間有效期間有效將S=JQn、R=KQn代入同步RS觸發(fā)器的特性方程，得同步JK觸發(fā)器的特性方程：三、同步三、同步JK觸發(fā)器觸發(fā)器第17頁/共49頁CP J K QnQn+1功能0 QnnnQQ1保持1 0 0 01 0 0 101nnQQ1保持1 0 1 01 0 1 10001nQ 置 01 1 0 01 1 0 11111nQ 置 11 1 1 01 1 1 110nnQQ1翻轉特性表特性表JK=00時不變時不變JK=01時置時置0JK=10時置時置1JK=11時翻轉時翻轉nnnQKQJQ1第18頁/共49頁01JK=1/1/0/0/狀狀態(tài)態(tài)圖圖CPJKQQ波波形形圖圖在數字電路中，凡在CP時鐘脈沖控制下，根據輸入信號J、K情況的不同，具有置0、置1、保持和翻轉功能的電路，都稱為JK觸發(fā)器。第19頁/共49頁空翻波形圖四、同步四、同步JK觸發(fā)器空翻觸發(fā)器空翻 空翻現象：就是在CP=1期間，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)翻轉兩次或兩次以上的現象。 如下圖所示，第一個CP=1期間Q狀態(tài)變化的情況。 第20頁/共49頁邊沿邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器nnnQKQJQ1CP下降沿時刻有效4.3 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器（a） 邏輯電路1&A&B1&C&D&QSRQCPKJQ3Q4G1G2G4G3CPQQKJJKCP(a)(b)(b） 邏輯符號第21頁/共49頁 J CP K Q Q J KQ Q曾用符號 J CP K 1J 1KQ Q國標符號 CP C1邊沿邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器的邏輯符號的邏輯符號邊沿邊沿JK觸發(fā)觸發(fā)器的特點器的特點邊沿觸發(fā)，即CP邊沿到來時，狀態(tài)發(fā)生翻轉。無同步觸發(fā)器的空翻現象。功能與同步JK觸發(fā)器相同。使用方便靈活?？垢蓴_能力極強，工作速度很高。第22頁/共49頁集成邊沿集成邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器(a) 74LS112 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 974LS112 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 1RD 2RD 2CP 2K 2J 2SD 2Q1CP 1K 1J 1SD 1Q 1Q 2Q GND(b) CC4027 的引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 9CC4027 1 2 3 4 5 6 7 8VDD 2Q 2Q 2CP 2RD 2K 2J 2SD1Q 1Q 1CP 1RD 1K 1J 1SD VSS74LS112為CP下降沿觸發(fā)。CC4027為CP上升沿觸發(fā)，且其異步輸入端RD和SD為高電平有效。第23頁/共49頁維持阻塞維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器&G1&G2&G4&G3&G5&G6置1維持線置0維持線置0阻塞線置1阻塞線CPABRSQQRDSDSDRCPQQRDCPDSDD(b)（a） 邏輯電路 （b） 邏輯符號DQn1上升沿時刻有效第24頁/共49頁 D CP Q Q DQ Q曾用符號 D CP 1DQ Q國標符號 CP C1邏輯符號邏輯符號維持阻塞維持阻塞D觸觸發(fā)器特點發(fā)器特點下降沿觸發(fā)，即CP下降沿到來時，狀態(tài)發(fā)生翻轉。無同步觸發(fā)器的空翻現象。功能與同步D觸發(fā)器相同。使用方便靈活?？垢蓴_能力極強，工作速度很高。第25頁/共49頁 14 13 12 11 10 9 874LS74 1 2 3 4 5 6 7VCC 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1Q GND 14 13 12 11 10 9 8CC4013 1 2 3 4 5 6 7VCC 2Q 2Q 2CP 2RD 2D 2SD1Q 1Q 1CP 1RD 1D 1SD VSS (a) 74LS74引腳排列圖 (b) CC4013引腳排列圖集成邊沿集成邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器：CC4013的異步輸入端RD和SD為高電平有效。CP上升沿觸發(fā)第26頁/共49頁邊沿觸發(fā)器 CMOS觸發(fā)器與TTL觸發(fā)器一樣，種類繁多。常用的集成觸發(fā)器有74HC74（D觸發(fā)器）和CC4027（JK觸發(fā)）。 CC4027管腳排列圖如下。16918CC40271CP2CPVDD2RD2K 2J 2SD2Q1K1J 1SD1Q 1Q2Q1RDVSSCMOS觸發(fā)器管腳排列圖第27頁/共49頁附：附： 不同類型觸發(fā)器之間的轉換不同類型觸發(fā)器之間的轉換（1）寫出已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程。（2）變換待求觸發(fā)器的特性方程，使之形式與已有觸發(fā)器的特性方程一致。（3）比較已有和待求觸發(fā)器的特性方程，根據兩個方程相等的原則求出轉換邏輯。（4）根據轉換邏輯畫出邏輯電路圖。利用令已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程相等的原則，求出轉換邏輯。第28頁/共49頁JK觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器在數字電路中，凡在CP時鐘脈沖控制下，根據輸入信號T取值的不同，具有保持和翻轉功能的電路，即當T0時能保持狀態(tài)不變，T1時一定翻轉的電路，都稱為T觸發(fā)器。T QnQn+1功能0 00 101nnQQ1 保持1 01 110nnQQ1翻轉特性表特性表邏輯符號邏輯符號 T CP 1TQ Q C11 1、將、將JK觸發(fā)器轉換為觸發(fā)器轉換為T和和T觸發(fā)器觸發(fā)器第29頁/共49頁T觸發(fā)器特性方程：nnnnQTQTQTQ1與JK觸發(fā)器的特性方程比較，得：TKTJ電電路路圖圖1J C11KTQQCP第30頁/共49頁01T=1/1/0/0/CPTQQ狀狀態(tài)態(tài)圖圖時時序序圖圖第31頁/共49頁JK觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器在數字電路中，凡每來一個時鐘脈沖就翻轉一次的電路，都稱為T觸發(fā)器。特性表特性表邏輯符號邏輯符號 CP Q Q C1QnQn+1功能0110nnQQ1翻轉第32頁/共49頁T 觸發(fā)器特性方程：與JK觸發(fā)器的特性方程比較，得：11KJ電電路路圖圖1J C11K1QQCPnnQQ1變換T觸發(fā)器的特性方程：nnnnQQQQ111第33頁/共49頁CPQQ01狀狀態(tài)態(tài)圖圖時時序序圖圖第34頁/共49頁D觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器nQTDT1D C1QQCP=12 2、將、將D觸發(fā)器轉換為觸發(fā)器轉換為T和和T觸發(fā)器觸發(fā)器第35頁/共49頁D觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器nQD CP1D C1QQ第36頁/共49頁4.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器G5 G6G1 G2G7 主觸發(fā)器 G8Qm QmG3 從觸發(fā)器 G4&Q Q&1S R CPCPG9(a) 邏輯電路&工作原理工作原理（1）接收輸入信號過程CP=1期間：主觸發(fā)器控制門G7、G8打開，接收輸入信號R、S，有： 從觸發(fā)器控制門G3、G4封鎖，其狀態(tài)保持不變。01RSQRSQnmnm第37頁/共49頁G5 G6G1 G2G7 主觸發(fā)器 G8Qm QmG3 從觸發(fā)器 G4&Q Q&1S R CPCPG9&（2）輸出信號過程CP下降沿到來時，主觸發(fā)器控制門G7、G8封鎖，在CP=1期間接收的內容被存儲起來。同時，從觸發(fā)器控制門G3、G4被打開，主觸發(fā)器將其接收的內容送入從觸發(fā)器，輸出端隨之改變狀態(tài)。在CP=0期間，由于主觸發(fā)器保持狀態(tài)不變，因此受其控制的從觸發(fā)器的狀態(tài)也即Q、Q的值當然不可能改變。01RSQRSQnnCP下降沿到來時有效特性特性方程方程第38頁/共49頁 Q Q S RS CP RQ Q(b) 曾用符號 1S 1RS CP RQ Q(c) 國標符號CPC1邏輯符號邏輯符號電路特點電路特點主從RS觸發(fā)器采用主從控制結構，從根本上解決了輸入信號直接控制的問題，具有CP1期間接收輸入信號，CP下降沿到來時觸發(fā)翻轉的特點。但其仍然存在著約束問題，即在CP1期間，輸入信號R和S不能同時為1。第39頁/共49頁G1 G2J K CP G7 主 G8G5 G6 G3 從 G4Q Q1G9Qm Qm&主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器nnKQRQJS 下降沿到來時有效CPQKQJQKQQJQRSQnnnnnnn 1代入主從RS觸發(fā)器的特性方程，即可得到主從JK觸發(fā)器的特性方程：將主從JK觸發(fā)器沒有約束。第40頁/共49頁J K QnQn+1功能0 0 00 0 101nnQQ1 保持0 1 00 1 10001nQ 置 01 0 01 0 11111nQ 置 11 1 01 1 110nnQQ1 翻轉特特性性表表CPJKQ時時序序圖圖第41頁/共49頁 Q Q J KJ CP KQ Q曾用符號 1J 1KJ CP KQ Q國標符號CPC1電路特點電路特點邏輯符號邏輯符號主從JK觸發(fā)器采用主從控制結構，從根本上解決了輸入信號直接控制的問題，具有CP1期間接收輸入信號，CP下降沿到來時觸發(fā)翻轉的特點。輸入信號J、K之間沒有約束。存在一次變化問題。第42頁/共49頁1、在應用觸發(fā)器時，要特別注意觸發(fā)、在應用觸發(fā)器時，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容易造成整個數字系形式，否則很容易造成整個數字系統(tǒng)工作不正常。統(tǒng)工作不正常。2、邊沿觸發(fā)抗干擾能力強，且不存在、邊沿觸發(fā)抗干擾能力強，且不存在空翻，應用較廣泛?？辗?，應用較廣泛。第43頁/共49頁 集成集成D D觸發(fā)器觸發(fā)器 74LS74為雙上升沿為雙上升沿D觸發(fā)器觸發(fā)器 CP為時鐘輸入端為時鐘輸入端; D為數據輸入端為數據輸入端; Q， 為互補輸出端為互補輸出端; 為直接復位端為直接復位端, 低電平有效低電平有效; 為直接置位端，為直接置位端， 低電平有效低電平有效; 和和 用來設置初始狀態(tài)。用來設置初始狀態(tài)。 QDRDSDRDS第44頁/共49頁74LS74管腳排列圖管腳排列圖1481774LS742CPVCC2RD2D2SD2QGND2Q1RD1D 1CP1SD1Q 1Q第45頁/共49頁CMOSCMOS觸發(fā)器觸發(fā)器 CMOSCMOS觸發(fā)器與觸發(fā)器與TTLTTL觸發(fā)器一樣，種觸發(fā)器一樣，種類繁多。常用的集成觸發(fā)器有類繁多。常用的集成觸發(fā)器有74HC7474HC74（D D觸發(fā)器）和觸發(fā)器）和CC4027CC4027（JKJK觸發(fā)）。觸發(fā)）。 用時注意用時注意CMOSCMOS觸發(fā)器電源電壓為觸發(fā)器電源電壓為318V318V。第46頁/共49頁CMOS觸發(fā)器管腳排列圖觸發(fā)器管腳排列圖16918CC40271CP2CPVDD2RD2K 2J 2SD2Q1K1J 1SD1Q 1Q2Q1RDVSS第47頁/共49頁CC4027的功能表的功能表 輸 入輸 出 RD SD CP J K Q 101000001100001111 0 0 0 1 1 0 1 1 011Qn01101Qn10QnQnQ第48頁/共49頁感謝您的觀看。感謝您的觀看。第49頁/共49頁