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第三章时序逻辑电路触发器

电平触发— 在CP=1 时,控制端R、S的电 平(1或0)发生变化时, 输出端状态才改变
CP R S Q n+1 说明
1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn 1 0 保持 置1 清0
不定 避免 Qn 保持
用途: D触发器和J-K触发器的内部电路
钟控RS触发器
Q Q
同步R-S触发器
维持阻塞型D触发器的引脚功能(续)
功能表
Q Q CP Q n+1 D
RD D
SD CP 功能表说明: 在CP上升沿时,Q等于D;
触发方式: 边沿触发 (时钟上升沿触发)
在CP高电平、低电平和下降沿 时,Q保持不变
时钟下降沿触发的维持阻塞型D触发器 功能表 Q Q CP Q n+1
D RD D
SD CP 功能表说明:
R S
Q
Q
基本 R-S触发器
逻辑符号: 高电平 由于该触发器的触发信号是高电平 有效 有效,因此在逻辑符号的输入端处没 Q Q 有小圆圈。
R S
波形图
R S
Q
Q
基本 R-S触发器
(1)有两个互补的输出端,有两个稳定的状态。
基本触发器的特点总结:
(2)有复位(Q=0)、置位(Q=1)、保持原状态三
难免有不符合输入约束条件的信号 能否改进?
3.2.2 D触发器
1. 时钟控制电平触发的D触发器
Q & RD Q & SD
同步D触发器
CP R S Q n+1 说明
1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn 1 0 保持 置1 清0
& R
1 CP
&
不定 避免 Qn 保持
S D
其他两种情况不会出现
Q n+1
功能表
J K Qn Qn+1 功能
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 0 1
0 1 0 0
1 1 1 0
保持
输出状态 同J状态 输出状态 同J状态 Qn=Qn
J 0 1
KQ n 00 0 1
01 1 1
11 0 0
10 0 1
1 0 1 0 1 1 1 1
Q n1 J Q n KQ n
1 0 1 0 1 1 1 1
0 0 1 1
0 1 0 1
0 × 1 × × 1 × 0
T触发器 T触发器
T触发器特性方程:
功能表
Qn1 TQn TQn T Qn
T触发器的功能表
T 0 1
Qn1 Qn
T
0 0 1 1
Qn
0 1 0 1
Qn+1
0 1 1 0
功能
Qn+1= Qn
Qn
次态Qn+1的卡诺图
n RS
Q 0 1 00 × × 01 0 0 11 0 1 10 1 1
基本 R-S触发器
特性方程
n 1 n n Q ( S ) R Q S R Q 约束条件 R S 1
触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1 与输入及现态Qn之间的逻辑关系式
在CP下降沿时,Q等于D;
在CP高电平、低电平和上升沿
时,Q保持不变
已知维持—阻塞D触发器的输入波形, 画出输出波形图。
解:在波形图时,应注意以下两点: (1)触发器的触发翻转发生在CP的上升沿。
RD
Q
Q
SD D CP
(2)判断触发器次态的依据是CP上升沿前一瞬间输入端D的状态。
1
2
3
4
5
CP D
逻辑符号
Q
C Q
Q
C
Q
负沿触发
正沿触发
维持阻塞型D触发器的引脚功能
符号 Q Q
Q、Q 输出端,Q的小圈
表示是反相输出端 ,
即Q总是与Q相反 RD D
D数据 输入端 SD CP RD 直接清0端(复位端) R=0,S=1时,Q=0 SD 直接置1端(置位端) CP时钟 脉冲 R=1,S=0时,Q=1 小圈 表示低电平有效
结构形式
触发方式
同步触发器 主从触发器 边沿触发器和维持阻塞触发器
3.1.1基本 R-S触发器
功能及其逻辑符号
Q
(reset-置0) (set-置1)
Q
RD 0
SD 1
Q 0
Q 1(复位)
R S
1
1
0
1
1
0(置位)
低电平有效
保持原状
0
0
不确定
基本 R-S触发器
特性表(真值表)
原之现 来前态 的的: 稳状触 定态发 状,器 态也接 。就收 是输 触入 发信 器号
第三章 时序逻辑电路
3.1 触发器(flip flop)
双稳态触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑部件。 它有两个稳定的状态:0状态和1状态; 在不同的输入情况下,它可以被置成0状态或1状态; 当输入信号消失后,所置成的状态能够保持不变。
所以,触发器可以记忆1位二值信号。
触发器的分类
逻辑功能 RS触发器 D触发器 JK触发器 T触发器
G3 &
CP
&
G4
R
CP
S
同步R-S触发器 触发器功能表
Q Q
CP R S Q n+1 说明
1R C1 1S CP
1 1 1 1 0
0 0 0 1 1 0 1 1
Qn 1 0
保持 置1 清0
不定 避免 Qn 保持
R、S 控制端
CP: 时钟脉冲
(Clock Pulse)
同步R-S触发器
时钟控制电平触发的R-S触发器(续) 时钟控制 —只 有CP=1时,输 出端状态才能 改变
Q
Q
R
Q
Q
R-S触发器
Q Q
Q Q
R
S
1R C1 1S CP
n 1 n n Q ( S ) R Q S R Q 约束条件 R S 1
n 1 n Q S RQ R S 0 约束条件
CP=1期间有效
触发器的输入有约束条件 麻烦!
种功能。 (3)R为复位输入端,S为置位输入端,可以是低电 平有效,也可以是高电平有效,取决于触发器的结 构。 (4)由于反馈线的存在,无论是复位还是置位,有 效信号只需要作用很短的一段时间,即“一触即
发”。
数字系统中为了协调各部分的 动作,要求某些触发器于同一 时刻动作,为此必须引入?
同步信号
只有在同步信号 到来的时候才能 改变状态
时钟脉冲
Clock pulse
CP: 时钟脉冲
(Clock Pulse)
同步触发器
Q
Q
RD D
SD CP
结构简单、速度快。 只要CP存在就可以翻转,容易造成 空翻。
CP
D
Q
次翻转的现象叫做空翻。
在一个时钟脉冲周期中,触发器发生多
空翻
各触发器的同步工作如何更可靠?
一个脉冲来了,触发器的输出至多翻转一次!
RD
0
0
不确定
RD=0同时SD=1时, Q=0。故RD称为复位端,或称为清0端
基本 R-S触发器
R-S触发器真值表 RD
Q 0 & 1 RD 1 0 SD 1 0
Q
0 1
Q 1(复位) 0(置位)
Q
1 &
0 1
1 0
0
1
0
保持原状
不确定
SD
SD=0同时RD=1时, Q=1。故SD称为置位端,或称为置1端
基本 R-S触发器
R-S触发器真值表 1
Q
&
Q 0 & 0 1 1 SD
RD 0
SD 1
Q 0
Q
1(复位)
1
1
0
1
1
0(置位)
1
保持原状
RD
0
0
不确定
指R、S从01或10变成11时,输出端状态不变
基本 R-S触发器
R-S触发器真值表
RD 0
1 1 1 0 0
SD 1
0 1 0
Q
Q
Q
1 & 0 1 RD
R S
0 0 0
Qn
0 0 1 0 1 0 1 0 1
Q n 1
不用 不用 0 0 1 1 0 1
功能 不允许
0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
Q n 1 0
Q n 1 1
置0
Q n 1 Q n
保持
置1
之次 后态 所: 处触 的发 新器 的接 稳收 定输 状入 态信 。号
JK触发器
JK触发器
JK触发器
JK触发器有两个输入控制端J、 K,它的功能最完善 功能表
J 0 0 1 1 K 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1
J 置位 K clean
逻辑符号
Q
Q
R DK C J S D
Qn
JK触发器
3.JK触发器逻辑功能的几种表示方法
(1)功能表:
JK触发器
(2)特性方程:
基本 R-S触发器
基本的R-S触发器 组成:用2个与非门(或或非门)构成
Q
&
Q &
Q, Q 输出端
RD
RD— RESET 直接复位端
SD
S D— SET
直接置位端
基本 R-S触发器
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