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数字电路第5章触发器

1→0
J=K=1时:
Q
Qn+1=Qn
R2
F从
C
CP
Q
S2 1 0
1
1 0 R1
1 0
2013-8-5
F主
C
S1
10
=1 K CP J 阜师院数科院
=1
(4-30)
J=1,K=0时:
Q Q
R2
Q Q
S2
Q=0时 Q*=1
F从
C
CP
1
1
F主
R1
C
S1
0 =0
2013-8-5
1 =1
(4-31)
K CP J 阜师院数科院
R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Q* Q 1 0 不确定
Q*
保持 保持 0 1
不确定
Q*---下一状态(CP过后) Q ---原状态
Q
Q
R、S为高电平表示有信 号,低电平表示无信号。 逻辑符号
阜师院数科院
RD R C S SD
2013-8-5
(4-14)
例 画出同步SR触发器的输出波形 。假设Q的初始 状态为 0。
(4-2)
5.2 SR锁存器
G1 vi1
≥1
(Set-Reset Latch)
vi1
SD
G1
≥1
v01
Qv 01
SD RD
S R
Q Q
G2 v02
1≤
vi2
RD
vi2
≥1
(a)
Q G2 (b)电路
v02
(c)符号
因为图(a)中G1和G2有一个输入端接低电平,故 V02 (= Vi1)和V01(= Vi1),即输出将随Vi1变化。 这说明该电路没有记忆功能。若将G1的接地输入端 不再接地,而与V02 接起来,情况就完全不同了。 这时V01和V02状态不仅与Vi1有关,还与其原有状态 2013-8-5 阜师院数科院
一、电路结构和 工作原理
1、同步SR 触发器 直接清零端
输出端
Q a b
Q
RD
SD
直接置位端
c R
d
S
2013-8-5
阜师院数科院
CP
输入端
(4-11)
直接清零端、置位端的处理:
平时常 为 1
RD
Q
a b
Q
平时常 为 1
SD
c
直接清零端
d
直接置位端
R
2013-8-5
CP
阜师院数科院
S
(4-12)
CP=0时
2013-8-5
阜师院数科院
(4-25)
例5.4.1在主从RS触发器的电路中,若CP、S和R的电 压波形如图所示,试画出Q和Q端的电压波形。设Q 的初始状态为0。
2013-8-5
阜师院数科院
(4-26)
主从SR触发器的动作特点(小结) 主从RS触发器只在时钟下降沿时翻转,即一个时 钟脉冲只翻转一次,所以克服了空翻问题。但由于 其主触发器和从触发器仍是同步RS触发器,故它还 不属真正的边沿触发器。在CP=1期间,输入信号R、 S不允许变化。 主从SR触发器的特性方程和状态转换图与同步 SR触发器相同,且仍存在约束条件问题。 Qn+1=S+RQn RS=0约束条件
SD
0
SD 1
1
输出保持原状态: Q1 Q0
2013-8-5
输出保持原状态: Q0 Q1
阜师院数科院
(4-8)
输入RD=0, SD=0时
Q
基本触发器的功能表 RD 1 0 1 0 SD Q Q 1 保持原状态 1 0 1 0 1 0 0 1 ① 1①
Q
Q
1
1 & b
Q
& a
0
RD
SD
0
输出:全是1
0 SD 0
0 SD 0
输出变为:Q 1 Q 0
2013-8-5
Q 输出保持: 1 Q 0
(4-7)
阜师院数科院
输入RD=1, SD=1时 若原状态:Q 1
Q
保持! 若原状态:Q 0
Q
Q0
Q1
0 0
& a
1
RD
1 Q 1 & b 1
1 1
& a 1
RD
0 Q 0 & b 0 1
若D=0
Q
1
& c
RD
0 & d
结论:Qn+1 = D Q Q
若D=1
0 1 & d
Q
& c
SD RD
0 & a
1
CP 1 2013-8-5
1 & b
1 & a 0 CP 1
0
SD
& b
D 1
(4-20)
D 0 阜师院数科院
功能表
D 0 1 Q* n+1 0 1
逻辑符号
Q
Q D 0 RD D C SD 0 0 特性方程: 状态图
(4-3)
有关,即具有记忆功能。 由于G1和G2在电路中的作用 完全相同,所以习惯上将电路 画成图(b)的对称形式。并把 两个门的输出端分别用Q和Q表 示,输入端用SD和RD表示。 因为触发器在正常状态下, 其两个输出端(Q和Q)应该 是互补的,所以一般规定 Q=1,Q=0为触发器的1状态, Q=0,Q=1为触发器的0状态。
前沿处,输出交 叉反馈到F主。
CP
逻辑符号:
CP
后沿处,输出传递 到F从翻转完成。 S R Q
×× ×
Q*
Q
Q
Q
×
1R C1
1S
R
CP
S
表中 表示时钟高电平有效的 脉冲触发特性,而翻转时刻在下 2013-8-5 阜师院数科院 降沿。
0 0 1 1 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
阜师院数科院
RD
c
R
2013-8-5
d
S
CP
(4-16)
例5.3.1 已知电平触发SR触发器的输入信号波形如图5.3.3 所示,试画出Q、Q’的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。
1
0
图5.3.3 例5.3.1 的电压波形图
2013-8-5 阜师院数科院
(4-17)
2、 电平触发的D(D锁存器)
时序图
CP
J
K Q
Q
Q
CP=1时
Q
Q
& a
1
& b
1 & d
CP
RD
1 & c
R
1 SD
& a
1
& b
R
S
1 SD
RD
& c
S
CP 1
& d
S
(4-13)
0 R 触发器保持原态 阜师院数科院 2013-8-5
RS触发器的功能表
CP 0 1 1 1 1 R φ 0 0 1 1 S φ 0 1 0 1 1 0 Q
简化的功能表
SD RD 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Q 0 1 0 1 0 1 0 1
Q* 0 1 0 0 1 1 0① 0①
由或非门组成的基本RS触 发器的特性表如右: 阜师院数科院 2013-8-5
表中Q表示原来状 态,Q*表示输入信号 作用后的新态。
(4-4)
SR 锁存器可以由或非门构成,亦可以由与 非门构成,以下是与非门构成的SR锁存器。 反馈
Set CP R S Q
Q
多次翻转
2013-8-5
Reset
使输出全为1
CP撤去后 状态不定
阜师院数科院
(4-15)
二、电平 触发方式的动作特点
Q a b
Q
1. 当CP = 0 时,无论R、S 为何 种取值组合,输出端均“保 持原态”。 2.在CP=1 整个时间内,它将c门 SD 和d门打开,控制端R、S的 的变化均会影响输出,故电 平触发的触发器存在空翻问 题。 说明此类触发器抗干 扰能力低。
Q* a
c
Q* 1
Q
b
从 触 发 器
Q1
d
a’
C’
b’ d’
主 1 触 发 器
R
S
CP
不变。CP由1变0时,从触发器被打开,主触发器状态传给 从触发器,触发器状态翻转。CP=0时,主触发器被封死, 2013-8-5 阜师院数科院 触发器状态保持。
(4-23)
综合上述分析,主从触发器一个CP 只能翻转一次。
注意:当RD、SD同时由0变 为1时,翻转快的门输出变为 0,另一个不能再翻转,且哪 S D 置位端 复位端 R D 个门先翻是未知的。因此, 逻辑符号 2013-8-5 该状态为不定状态。 阜师院数科院
(4-9)
例5.2.1由与非门构成的基本RS触发器电路中,已知 RD和SD的电压波形如图所示,试画出Q和Q端对应的 电压波形。 1100 0 11 0 0 011 1 1 01
J=1,K=0时:
Q Q
Q Q
S2
Q=1时 Q* =1
F主被封 保持原态
F从
C
CP
R2
F主
0
R1
C
1
S1
0
1
2013-8-5
0
K =0阜师院数科院 CP J
=1
(4-32)
Q
J=0,K=1时:
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