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文档之家› 第五章 触发器Flip-Flop
第五章 触发器Flip-Flop
T : Qn1 T Q TQ JK : Qn1 J Q KQ
两式若要相等,则必有:
T J;T K
作图得: 同一个信号既要等于J又要等于K, 这是不可能的!
首先,我们列出JK触发器的真值表: 再根据T触发器的功能表:
J K Q Qn+1 T
TQ
0000 0
0 保持
0011 0 0100 0 0110 1 1001 1 1011 0
两式若要相等,则必有:
D TQ TQ T Q
作图得:
⑥用D触发器实现T’触发器功能。 分析:D触发器是现有触发器,而T’触发器为待求。 先作出T触发器,再令T为1即得T’触发器。 解:利用上题结论得:
⑦用T触发器实现JK触发器功能。 分析:T触发器是现有触发器,而JK触发器为待求。 所以应求出用J、K来表示T的表达式。 解:比较两种触发器的特征方程得:
第五章 触发器Flip-Flop
1、触发器的定义和分类 2、常用的触发器 3、触发器的分析
触发器(Flip-Flop):能够存储一位二进制数字信号的基本单元电
路叫做触发器。(P179引言部分)
特点:具有“记忆”功能。
分析下面的电路:
当A=0时,F=0
某一时刻,由于外界的干扰使得A信号
突然消失,此时,相当于A输入端悬空
Qn1 S RQ
考虑到要避免不定状态发生,(即R、S不能同时为1)故加上一个
约束条件:SR=0。所以,基本RS触发器的逻辑函数表达式(特征
方程)为:
Qn1 S RQ
与基本RS触发器完全相同
SR 0
下面,我们分析一下同步RS触发器的波形。P277
首先,按CP的值分段,当CP=0时,触发器状态保持;当CP=1时, 触发器的输出由当时的R、S决定。 若已知触发器的初值为0,则输出波形如下:
无论触发沿为何值,JK触发器的特征方程只有一个:
Qn1 J Q KQ
由特征方程,我们可以推导出JK触发器的功能表和真值表
功能表 JK 00 01 10 11
Qn+1 保持
清0 置1 翻转
将输入值代入特征方程得:
Qn1 J Q KQ 0 Q 0 Q Q
Qn1 J Q KQ 0 Q 1 Q 0 Qn1 J Q KQ 1 Q 0 Q Q Q 1 Qn1 J Q KQ 1 Q 1 Q Q
或Qn+1表S示),可R推导出基Q 本RSQ触n发1 器的真值表如下:
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
不定
0
1
1
1
置1功能
0
0
1
0
复位功能
1
1
1
1
0
0 保持功能
1
1
由真值表,利用卡诺图化简得:
XX1 1 0010
Qn1 S RQ
考虑到要避免不定状态发生,(即R、S不能同时为1)故加上一个
约束条件:SR=0。所以,基本RS触发器的逻辑函数表达式(特征
由电路结构得:F=1。
干扰发生前后, F的输出值发生的变化,故该电路没有“记忆”功 能
再看下面的电路:
当A=0时,F=0。 某一时刻,由于外界的干扰使得A信号突然消失,此时,相当于A输 入端悬空,但F端反馈回来的值仍然为0,由电路结构得:F=0。 说明该电路具有“记忆”功能。 其根本原因在于,该电路带有反馈。
3、JK触发器 由于RS触发器存在不定状态,所以应用时有局限性,为了克服这个 问题,人们更多情况下使用其他的触发器。 JK触发器的输入端有三个:时钟脉冲输入端C,控制输入端J和K。 其元件符号为:
对于边沿触发器,触发时刻有两种情形:CP的上升沿(即由0变1 的时刻)和下降沿(即由1变0的时刻)。 上面的符号分别与之对应,C端前带圈的为下降沿触发。
通过上面的分析,我们得知触发器的描述至少有下面的几种方法: 1、逻辑图 2、功能表 3、真值表 4、卡诺图 5、特征方程 6、状态图 7、波形图
2、钟控RS触发器(同步RS触发器)P276 基本RS触发器由输入信号的组合决定输出,实际中往往需要触发器 在某些特定时候(或时刻)才响应输入,因此,必须加入所谓的控 制信号,一般是时钟脉冲。 ①电路组成及元件符号
首先,将输入波形分段(作辅助线),再根据触发器的功能表作出 输出波形。
12
3 4 5 67
8
9
Q
Q
功能表:S R 00 不定;01置1;10清0;11保持。
第1段:输入为01,输出置1; 第2段:输入为11,输出保持; 第3段:输入为01,输出置1; 第4段:输入为11,输出保持; 第5段:输入为10,输出清0; 第6段:输入为11,输出保持; 第7段:输入为01,输出置1; 第8段:输入为11,输出保持; 第9段:输入为01,输出置1; 然后作 Q 的波形
方程)为:
Qn1 S RQ
SR 0
由真值表还可以推导出触发器的状态变化情况,以图形表示时,称 为状态转换图,简称状态图。
图例
用圆圈表示触发器的状态,用箭头表示状态的变化方向,发生变化 的条件则按顺序标明在箭头旁边。
另外,若已知输入信号的波形,则可以作出触发器的波形图。如: 求在输入作用下的输出波形。
称为:不定状态。
此情形应尽量避免。
因此我们得到了基本RS触发器的功能表如下:
S
R
Q
0
0 不定
0
1 置1
1
0 清0
1
1 保持
S 和 R 均为低电平有效,故: S 称为:置1输入端或置位输入端 R 称为:清0输入端或复位输入端
如果我们规定触发器原来的状态称为“现态”(用Qn表示,简记为
Q),将触发器由于输入值的影响后的输出状态称为“次态”(用 Qn+1
Q
1
1
可以保证门2的输出值为0
11 1 0
此时,触发器的Q端始终输出高电平1,称为:触发器置位或触发器
置1。
D)当S=R=1时 (即S 0, R 0)
0Q 0 1
0
可以保证门1的输出值为1。
Q
1
0
可以保证门2的输出值为1
01 0 1
此时,触发器的两个输出端都输出高电平1,出现逻辑混乱。
触发器的分类:P179 ①按稳定工作状态分: 双稳态、单稳态和无稳态(多谐振荡器)触发器。 本章仅讨论双稳态触发器。 ②按结构分: 主从结构和维持阻塞型(边沿结构)触发器。 本章仅讨论边沿触发器。
③按逻辑功能分: RS、JK、D、T和T’触发器。 本章重点讨论后四种。
常用触发器 1、基本RS触发器 ①电路组成和逻辑符号 基本RS触发器有两种:由与非门构成的和由或非门构成的。 我们以前者为例:
对于边沿触发器,触发时刻有两种情形:CP的上升沿(即由0变1 的时刻)和下降沿(即由1变0的时刻)。 上面的符号分别与之对应,C端前带圈的为下降沿触发。
无论触发沿为何值,T触发器的特征方程只有一个:
Qn1 T Q TQ T Q
由特征方程,我们可以推导出D触发器的功能表和真值表
功能表
T Qn+1 0 保持 1 翻转
输出端在正常情形下应是完全相反的两种逻辑状态,即两个稳态。 当Q=0时,称为“0态”;当Q=1时,称为“1态”。
②逻辑功能分析:
A)当R=S=0时(即R S 1)
可以保证门1的
此时,门1和2的 1
1Q Q Q 输出值不变。
输出值均保持不
变,称为:触发
Q
可以保证门2的
器的保持功能。 Q
输出值不变。
D : Qn1 D JK : Qn1 J Q KQ
两式若要相等,则必有:
D J Q KQ
作图得:
⑤用D触发器实现T触发器功能。 分析:D触发器是现有触发器,而T触发器为待求。 所以应求出用T来表示D的表达式。 解:比较两种触发器的特征方程得:
D : Qn1 D T : Qn1 T Q TQ
真值表
J
K
Q
Qn+1
00
0
0 保持
00 1 1
状态图
01
0
0 清0
01 1 0
10
0
1 置1
10 1 1
11
0
1 翻转
11 1 0
4、D触发器 D触发器的输入端有两个:时钟脉冲输入端C,控制输入端D。 其元件符号为:
对于边沿触发器,触发时刻有两种情形:CP的上升沿(即由0变1 的时刻)和下降沿(即由1变0的时刻)。 上面的符号分别与之对应,C端前带圈的为下降沿触发。
1
1Q Q
B)当S=0,R=1时(即S 1, R 0)
1 1
11 1 0 可以保证门1的输出值为0。
Q
0
可以保证门2的输出值为1
0Q 0 1
此时,触发器的Q端始终输出低电平0,称为:触发器复位或触发器
清0。
C)当S=1,R=0时(即S 0, R 1)
0Q 0 1
0
可以保证门1的输出值为1。
无论触发沿为何值,D触发器的特征方程只有一个:
Qn1 D
由特征方程,我们可以推导出D触发器的功能表和真值表
功能表
D Qn+1 0 清0 1 置1
将输入值代入特征方程得:
Qn1 D 0
Qn1 D 1
真值表 DQ 00 01 10 11
Qn+1
0 清0 0
1 置1 1
状态图
5、T触发器 T触发器的输入端有两个:时钟脉冲输入端C,控制输入端T。 其元件符号为:
1 翻转 反过来使用,即: 当触发器状态保持时,T=0 当触发器状态翻转时,T=1
1101 1
填卡诺图,化简得: