第5章-锁存器和触发器

1、5 锁存器和触发器5.2锁存器5.2.1分析图题5.2.1所示电路的功能，列出功能表。解：由逻辑电路图，可以得到Q端和Q端得逻辑表达式根据上面两式，可以得到该锁存器的功能表，如表题解5.2.1所示。kmR9QU* 111 0*1 1不定522用CMO电路74HCT02或非门构成消除机械开关抖动影响的电路如图题522所示, 试画出在开关S由位置A到B时Q和Q端的波形。如改用 TTL电路74LS02实现，Ri、F2取值的大致范围为多少？整个电路的功耗发生什么变化?解：如图题5.2.2所示，开关接通 A点时，Q=0, Q=1。当开关触点拨离 A点瞬间，由于Q =1的作用，其抖动不会影响Q=0的状态。

2、在开关悬空期间，锁存器保持状态不变。开关触点第一次接通 B点，就使Q翻转为0, Q翻转为1.此时开关触点已离开 A点，在Q=1的作 用下，即使触点的抖动会使 B点电平发生跳动，也不会改变Q=0的状态。该过程中的Q和Q 的波形如图题解522( a)所示。如果改用TTL电路74LS02实现，由于其输入电路如图题解5.2.2 (b)点画线框内所示，所以当开关未接通A点时，电源+ Vcc将通过集成电路内部的电阻ri和肖特基二极管D向电路外接电阻 R注入电流ii。如果R阻值过大，ii在该电阻上产生的压降有可能超 过TTL电路所允许的低电平输入电压最大值VILmax，从而电路可能发生逻辑混乱。可以列出下列

3、不等式Vcc VfsbDVIL max r vRVIL max174LS系列电路规定 Vcc= + 5V, ViLmax =0.8V。74LS02中，ri的典型值为20k Q,肖特基二极 管正向导通时的典型压降 Vfsbd =0.4V。将上述参数代入不等式，可得RK 4.2k Qo为了降低电路功耗，R取值不宜过小，一般应大于500 Q。所以 R得取值范围应为500RiW 4.2k Q&的取值与R相同。TTL电路的静态功耗大于 CMOSI路，同时考虑到 R和R2的功耗，用74LS02构成图题5.2.2 所示的电路，功耗将显著增大。5.2.5 若图5.2.8(a)所示电路的初始状态为Q=1 , E

4、、S、R端的输入信号如图题 5.2.5所示，试画出相应Q和Q端的波形。解：设初态Q=1，按照图题5.2.5所示波形，推导出图5.2.8 (a)电路的输出端 Q和Q的波形如图题解5.2.5所示。JHTWUtni iJXI i i- i 丨宀fflff LJ? H !；I !1!：詞：1IIW 5.2, 55.3触发器的电路结构和工作原理5.3.1触发器的逻辑电路如图题5.3.1所示，确定其属于何种电路结构的触发器并分析工作原理。解：图题5.3.1所示电路是由两个传输门控D锁存器级联构成的 COM主从D触发器。其中G、G2构成主锁存器，G、G4构成从锁存器。Sd、Rd分别为直接置C5.3. J1端

5、和直接置0端，当触发器处于以下触发工作状态时，应将它们置为高电平。（1 ）当CP=0时，C 1，TG和TG导通，TG和TG断开。D端信号进入主锁存器， G输出 为D，并随D变化。由于TG断开、TG导通，主、从锁存器相互隔离，从锁存器构成双稳 态存储单元，使触发器输出维持原来的状态不变。（2）当CP由0跳变到1后，C 0，C=1 ,TG1和TG断开，TG和TG导通。这时D端与主锁 存器之间的联系被切断，TG2的导通使主锁存器维持在 CP上升沿到来前瞬间的状态。 同时由 于TG导通，G输出信号送至 Q端，得到Qn 1=D，并在CP=I期间维持不变。（3） 当CP由1跳变到0后，则再次重复（1 ）的

6、过程。精品532 触发器的逻辑电路如图题 532所示，确定其应属于何种电路结构的触发器。解：图题5.3.2所示的电路是由两个逻辑门控SR锁存器级联构成的主从 SR触发器。5.4 触发器的逻辑功能5.4.1上升沿触发和下降沿触发的D触发器逻辑符号及时钟信号CP(CP )和D的波形如图题5.4.1所示。分别画出它们的Q端波形。设触发器的初始状态为0。-n_n_ru.I L n解：设CP触发的触发器输出波形为 Q, CP触发的触发器输出的波形为Q,二者波形如图 题解5.4.1所示。njnjT nIIiiiI4I1IIIII_III 1!:542设下降沿触发的JK触发器初始状态为 0, CP、J、K信

7、号如图题543所示，试画出触发器Q端的输出波形。srLTLFLrLrLnj ,n_juM_TLruwn_rLT聘瘠5. 4. 3解：Q端的波形如图题解 5.4.3所示。5.4.3逻辑电路如图题 544所示，试画出在 CP作用下， o、0 i、$ 2和$ 3的波形。HJlfUtrLTL為 kr Ar打*HCTH9MA ar4+CI1J+5V IKCY vjJl-0-1On-H QLJ-Lr r I I # h tv i n I+5VIKc?-dciLJCP-+3V-+5V(c)(d)adn_njLrLTLffl VF 乩 I. 6nnJQ KQ，对照图题545各触发器电路可得:(a)Qin 1n

8、JQ 1KQ?nQ1(b)Q； 1nJQ2KQ210nn(c)Q3n1JQ 3KQ3Q3(d)Q： 1nJQ 4KQ；1解：由JK触发器的特性方程 Qn 1于是，画出各触发器 Q端的波形，如图题解 5.4.5所示。546逻辑电路如图题 546所示，已知CP和X的波形，试画出 Q和Q的波形。触发器的 初始状态为0。X*TiTciL JK甲 Jummruumru 片1n_ pMmruinnwuu% i b h | i|： : ! r -TWXTLFLgi_L)Ir547 逻辑电路如图题 547所示，已知 器的初始状态为0。CP和A的波形，画出触发器 Q端的波形，设触发解：如题5.4.7所示电路Q端

9、的波形如图题解5.4.7所示。jijTiTrLJTrij i_rJHM11.7_ruTrLrLrLn e f ( t * i ; t il r i t i i I i i ：ruiriiinj548 两相脉冲产生电路如图题 548所示，试画出在CP作用下$ 1、$ 2的波形，并说明$ 1和$ 2的时间关系。各触发器的初始状态为0。TLTLrLruirL解：由图题 5.4.8 得$ 1、$ 2 的逻辑表达式：$ 1=Q2, 2Q1Q2 Q1Q2 QieQ2。 1、 2的波形图如图题解 5.4.8所示。由波形图可知$ 1超前$ 2一个CP周期。CTJLTLnLTLnJLI9VIIP* d.4.549逻辑电路和各输入信号波形如图题549所示，画出两触发器Q端的波形。两触发器的初始状态均为 0。解：图题5.4.9中Q、Q的波形图如题解 5.4.9所示。轧LrLTLTLTL+ UW1_ a-LJ-!_n nraw 5,为5.4.10逻辑电路和输入信号波形如图题5.4.10所示，画出各触发器 Q端的波形。触发