触发器和定时器

1、第第6章触发器和定时器章触发器和定时器 触发器是数字电路中一种基本的单元电路，它具有两个稳定状态，能够存储一位二进制信息，用于记忆时序数字电路的状态。ii. ii. 电路结构不同电路结构不同逻辑功能不同逻辑功能不同 1). rs 1). rs触发器触发器1).1).基本触发器基本触发器2).2).同步触发器同步触发器 3). 3).边沿触发器边沿触发器 2). jk 2). jk触发器触发器 4). d 4). d触发器触发器 3). d3). d触发器触发器5). t触发器触发器 数字电路需要规则的脉冲信号:一致的逻辑电平和陡峭的边沿。定时器可以将不规则的信号整形为规则的脉冲信号，还可以产生

2、规则的脉冲信号。此外，定时器电路包含有触发器。 第第6章触发器和定时器章触发器和定时器 以触发方式为主线介绍触发器的工作原理、功能和特性，最后，介绍定时器。 教学要求教学要求 掌掌 握：握：rs、jk、d、t、t触发器的逻辑功能；边触发器的逻辑功能；边沿触发器的触发特点。沿触发器的触发特点。 理理 解：正确理解触发器的现态和新状态解：正确理解触发器的现态和新状态 了了 解：解：主从触发器的触发特点；基本主从触发器的触发特点；基本rs 、同步、同步rs触触发器的工作原理。触发器逻辑功能的转换。发器的工作原理。触发器逻辑功能的转换。6.1 基本rs触发器6.1.1 与非门基本rs触发器6.1.2

3、或非门基本rs触发器6.1.1 与非门基本与非门基本rs触发器触发器 电路组成和工作原理q,q触发器有两个输出端触发器有两个输出端 ：，正常时它们是互补的。：，正常时它们是互补的。, 01 qq当当 称触发器为称触发器为“1”态态； , 1 q0q当当 称触发器为称触发器为“0”态态。输入信号引起触发器状态改变叫输入信号引起触发器状态改变叫触触 发发；触发前触发器所处的状态称为触发前触发器所处的状态称为现态现态(或或原状态原状态)，记为，记为qn；触发后触发器所处的状态称为触发后触发器所处的状态称为次态（或次态（或新状态新状态），记为，记为qn+1 。qn+1qntn低电平有效低电平有效置位输

4、入端置位输入端复位输入端复位输入端与非门基本与非门基本rsrs触发器的触发器的状态表状态表nq1nqrs功能说明功能说明1100保持保持1111保持保持1001置置11011置置10100置置00110置置0000禁止禁止001禁止禁止1）保持功能：）保持功能：r=1，s=1nnnnqqqq11,0, 111nnqq1, 011nnqq1, 111nnqq1 sr2）置）置1功能：功能：r=1，s=03）置）置0功能：功能：r=0，s=14）禁止输入：）禁止输入：r=0，s=0恢复恢复r=s=1，触发器存储，触发器存储1。 恢复恢复r=s=1，触发器存储，触发器存储0。 约束条件！约束条件！且

5、且r、s同时由同时由0变变1，后面的状态不确定，后面的状态不确定约束条件 11srrqsqnn2. 特性方程特性方程触发器的特性方程触发器的特性方程: : 触发器次态触发器次态qn+1与输入、现态与输入、现态qn之间的逻辑关系式。之间的逻辑关系式。nq1nqrs功能说明000禁止001禁止0100置00110置01001置11011置11100保持1111保持次态次态qn+1的卡诺图的卡诺图触发特点触发特点: 输入信号输入信号r和和s直接改变触发器的状态，称为直接改变触发器的状态，称为直接触发直接触发。 输入信号的任何一次改变，都可能引起触发器状态变化。输入信号的任何一次改变，都可能引起触发器

6、状态变化。3. 触发特点和工作波形图触发特点和工作波形图 在忽略门电路的传输延时的情况下，绘制触发器工作波在忽略门电路的传输延时的情况下，绘制触发器工作波形的步骤是：形的步骤是： 1)根据输入信号确定触发时刻根据输入信号确定触发时刻tn（任何输入信号的变化（任何输入信号的变化沿都是可能的触发时刻）；沿都是可能的触发时刻）； 2)将时间区间将时间区间tn,tn+1）的输入信号值和前一时间区间）的输入信号值和前一时间区间 （tn-1,tn）触发器的现态代入触发器特性方程计算，或状态表，）触发器的现态代入触发器特性方程计算，或状态表，得到时间区间（得到时间区间（tn,tn+1）上的次态，画出波形图。

7、）上的次态，画出波形图。工作波形图(时序图）可直观反映触发器的触发特点。工作波形图或时序图工作波形图或时序图保持保持置置0保持保持 11srrqsqnnrsqq置置1禁止禁止保持保持置置0rs000001010001101001101111001111nq1nq直接触发抗干扰能力差直接触发抗干扰能力差!例如例如,r的负窄脉冲。的负窄脉冲。 输入信号的任何一次改变，都可输入信号的任何一次改变，都可能引起触发器状态变化！设现态为能引起触发器状态变化！设现态为16.1.2或非门基本或非门基本rs触发器触发器高电平有效高电平有效1）保持功能：r=0，s=0nnnnqqqq11,0, 111nnqq1,

8、 011nnqq0, 011nnqq0rs2）置1功能：r=0，s=13）置0功能：r=1，s=04）禁止输入：r=1，s=1恢复r=s=0，触发器存储1。 恢复r=s=0，触发器存储0。 约束条件！约束条件！1.工作原理工作原理且且r、s同时由同时由1变变0，后面的状态不确定，后面的状态不确定2. 特性方程特性方程触发器的特性方程触发器的特性方程: : 触发器次态触发器次态qn+1与输入、现态与输入、现态qn之间的逻辑关系式。之间的逻辑关系式。nq1nq次态次态qn+1的卡诺图的卡诺图或门基本rs触发器的状态表rs功能说明0000保持0011保持0101置10111置11000置01010置

9、0110禁止111禁止0)(:1rsqrsqnn或非门高电平有效ssrr, 1 )(:1srrqsqnn与非门低电平有效触发特点触发特点: 输入信号输入信号r和和s直接改变触发器的状态，称为直接改变触发器的状态，称为直接直接触发。触发。 输入信号的任何一次改变，都可能引起触发器状态变化。输入信号的任何一次改变，都可能引起触发器状态变化。3. 触发特点和工作波形图触发特点和工作波形图rsqq置置0置置1保持保持禁止禁止置置0保持保持直接触发抗干扰能力差直接触发抗干扰能力差!如如r的窄脉冲的窄脉冲01rsqrsqnn基本基本rs触发器的特点触发器的特点（1）触发器的次态不仅与输入信号状态有关，而且

10、与触）触发器的次态不仅与输入信号状态有关，而且与触发器的发器的现态现态有关。有关。（2）电路具有两个稳定状态，在无外来触发信号作用时，）电路具有两个稳定状态，在无外来触发信号作用时，电路将保持原状态不变。电路将保持原状态不变。（3）在外加触发信号有效时，电路可以触发翻转，实现）在外加触发信号有效时，电路可以触发翻转，实现置置0或置或置1。（4）在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系，）在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系，即有约束条件。即有约束条件。在数字电路中，凡根据输入信号在数字电路中，凡根据输入信号r、s情况情况的不同，具有的不同，具有置置0、置、置1和保持和保持功能的电路

11、，功能的电路，都称为都称为rs触发器。触发器。 边沿触发：边沿触发：同步信号的边缘同步信号的边缘（上升沿、下降沿）实现同步触发（上升沿、下降沿）实现同步触发 电平触发：电平触发：电平（高、低电平）实现电平（高、低电平）实现同步触发；习惯上称为同步触发；习惯上称为同同步触发（狭义）步触发（狭义）。同步信号称为同步信号称为时钟脉冲时钟脉冲cp（ clock pulse），一般为周期性），一般为周期性矩形脉冲。矩形脉冲。6.2 6.2 同步同步rsrs触发器触发器对于多位二进制信息，需要多个触发器同时存储其每一位。方法是：引入同步信号使触发器同步存入数据。 触发器的状态改变时间受同步信号控制的触发方

12、式统称为同触发器的状态改变时间受同步信号控制的触发方式统称为同步触发（广义）。步触发（广义）。6.2 6.2 同步同步rsrs触发器触发器cp1时，时，ssrr,nnnqrsqrsq101rssrsr0:11rsqrsqcpnn期间有效时钟信号cp仅控制触发器状态改变的时间区间（cp=1）。触发器的次态值由输入信号r、s和现态确定。r、s作用的效果受同步信号的控制，故称为同步输入信号。电路组成和工作原理cp0时，时，触发器保持不变。, 1, 11nnqqsr控制信控制信号号受控信号受控信号约束条件 11srrqsqnn特性方程特性方程 01rsqrsqnnnq1nq同步同步rs触发器的触发器的

13、状态表状态表cprs功能cp=1cp0nnqq1000保持011保持10000保持10011保持10101置110111置111000置011010置01110禁止1111禁止主主要要特特点点2）触发特点和波形图）触发特点和波形图（1）时钟控制时钟控制。在。在cp1期间接收输入信号，期间接收输入信号，cp0时状态保持不变。这是与基本时状态保持不变。这是与基本rs触发器的显著不同。触发器的显著不同。（2）r、s之间有约束之间有约束。不能允许出现。不能允许出现r和和s同时为同时为1的的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。情况，否则会使触发器处于不确定的状态。rsqcpq保保持持保保持持置置1置置

14、0置置0禁禁止止) 1(01cprsqrsqnn1.cp=1期间，期间，r、s同时由同时由1变变0，后面的状态不确定；，后面的状态不确定；2.r=s=1期间，期间，cp由由1变变0，后面的状态不确定；后面的状态不确定；例例6.1 试分析下图所示的试分析下图所示的4位二进制数码寄存器的工作原理。位二进制数码寄存器的工作原理。解：数码从数据端解：数码从数据端d3d2d1d0输入，从触发器的输入，从触发器的q3q2q1q0输出，输出， ld （laod）是寄存器装载控制信号，即同步信号。）是寄存器装载控制信号，即同步信号。iiiidrds当当ld=0时，时，4个同步个同步rs触发器的触发器的q不变，

15、存储已装入的数据。不变，存储已装入的数据。 当当ld=1时，时，输入数据装载入同步输入数据装载入同步rs触发器。触发器。3 , 2 , 1 , 01idqrsqiniiini同步触发器的另一个缺点是同步触发器的另一个缺点是直通现象直通现象。当当cp=1时，时，3个触发器的输出完全相同；个触发器的输出完全相同；当当cp=0时，时，3个触发器存储相同的值。个触发器存储相同的值。为了消除直通现象，级联触发器必须是为了消除直通现象，级联触发器必须是边沿触发器边沿触发器（见（见6.3节）。节）。例如，例如，边沿边沿触发器触发器: 利用同步信号的边沿（上升沿或下降沿）利用同步信号的边沿（上升沿或下降沿）

16、实现同步的触发器。实现同步的触发器。6.3 6.3 边沿触发器边沿触发器 实现边沿触发的方式有主从型、传输延时型和维持阻实现边沿触发的方式有主从型、传输延时型和维持阻塞型。塞型。 各种触发方式都可以实现不同功能的触发器，即各种触发方式都可以实现不同功能的触发器，即: rs触发器触发器 jk触发器触发器 d触发器触发器 t触发器触发器 t触发器触发器 本节介绍主从型本节介绍主从型rs触发器触发器 、传输延时型、传输延时型jk触发器和触发器和维持阻塞型维持阻塞型d触发器。触发器。6.3.1 主从型rs触发器6.3.2 传输延时型jk触发器6.3.3 维持阻塞型d触发器6.3.1 6.3.1 主从型

17、主从型rs触发器触发器工作原理工作原理当当cp=1时，反相器使时，反相器使从（从（s,slave）触发器）触发器状态保持不变；状态保持不变；主（主（m,master）触发器）触发器接接收输入信号收输入信号r、s。01rsqrsqnmnm 电路组成和工作原理从触发器从触发器主触发器主触发器cp反相反相当当cp=0时，时，主触发器保持在主触发器保持在cp=1期间内接收的信息；期间内接收的信息；同时，从同时，从触发器在触发器在cp由由1变变0后的短暂时间内接收主触发器的状态（后的短暂时间内接收主触发器的状态（cp的的下降沿下降沿）；）；而在而在cp=0的后期不再变化（因主触发器不变）。的后期不再变化

18、（因主触发器不变）。 1111nmnnmnmnqqqqqnmnqq nmqrs 01rsqrsqnn特性方程特性方程 01rsqrsqnnnq1nq主从主从rs触发器的状态表触发器的状态表cprs功能cp=cp无无nnqq1无00保持无11保持0000保持0011保持0101置10111置11000置01010置0110禁止111禁止2）电路特点和波形图）电路特点和波形图 采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直接控制的问题。的问题。但仍然存在着约束问题，即在但仍然存在着约束问题，即在cp1期间，输入信期间，输入信号号r和和s不能同时为不能同时

19、为1。cp=1期间接收输入信号期间接收输入信号；cp下降沿到来时输出状态下降沿到来时输出状态发生改变发生改变。即：主从。即：主从rs触发器的输入数据是触发器的输入数据是cp=1期间的期间的r、s值，触发器的输出则相对于输入信号值，触发器的输出则相对于输入信号延迟延迟到到cp的下的下降沿变化。降沿变化。 在逻辑符号中，用在逻辑符号中，用“”表表示这种延迟作用。示这种延迟作用。 此外，逻辑符号中此外，逻辑符号中cp的的“三角三角”表示边沿触发，小圆表示边沿触发，小圆则进一步指明是下降沿触发。则进一步指明是下降沿触发。 rscpqq保保持持保保持持置置1置置0置置0禁禁止止01rsqrsqnmnmq

20、,scp时时q=qmqm设现态为设现态为1不定不定6.3.2 传输延时型传输延时型jk触发器触发器 在传输延时（在传输延时（tpd）内门电路的输出不能跟随其输入变化，）内门电路的输出不能跟随其输入变化，即其输出具有保持作用。利用门电路的这一保持作用可构成即其输出具有保持作用。利用门电路的这一保持作用可构成传输延时型边沿触发器。传输延时型边沿触发器。 2个与非门在传输延时内可暂存信息个与非门在传输延时内可暂存信息2个与或非门交叉反馈组成个与或非门交叉反馈组成rs触发器触发器 电路组成和工作原理工作原理：工作原理：（1）cp=0时，触发器保持不变时，触发器保持不变00011rs触发器触发器111n

21、nnnqqqq111nnnnqqqq111（2）时钟）时钟cp=1( )时，触发器仍然保持不变时，触发器仍然保持不变nqjnnnnnqkqqqq11nkqnnnnnqqjqqq11(3) 时钟时钟cp下降沿到（下降沿到（ ） ，触发器状态变化，触发器状态变化000112121llrsqllrqsqnnnnnqjlkql211121nnnnnnnnnnqjqkqjkqllqkqjqkqqjq11ttpd:ttpd:ttpd:ttpd:保持保持特性方程：特性方程：nnnqkqjq1j、k是距是距cp下降沿之下降沿之前前tpd秒的任意逻辑值。秒的任意逻辑值。tpd是纳秒级，可以认为是纳秒级，可以认为

22、j、k是是cp下降沿前瞬的下降沿前瞬的任意逻辑值任意逻辑值。 jk触发器的状态表触发器的状态表对对j、k无约束！无约束！nq1nqcpjk功能无00保持无11保持0000保持0011保持0100置00110置01001置11011置11101翻转1110翻转cp=cp无无nnqq1nnqq1:翻转2）时序图和触发特点）时序图和触发特点只要窄脉冲干扰不只要窄脉冲干扰不出现在出现在cp的下降沿，的下降沿，则不影响触发器的则不影响触发器的输出状态。输出状态。由本例推广，传输由本例推广，传输延时型边沿触发器延时型边沿触发器抗干扰能力强。抗干扰能力强。nnnqkqjq1（cp=）教材图6.3.4有错3

23、3）状态图）状态图 状态图是反映时序数字电路状态转换及状态转换条状态图是反映时序数字电路状态转换及状态转换条件的图形，它可以描述时序电路的功能。件的图形，它可以描述时序电路的功能。 各种触发器的功能都可用状态图表示。触发器的状态图仅反映其功能，与触发方式（工作原理）无关。 例如，jk触发器的状态： 触发器有触发器有2个状态：个状态：0和和1，用圆圈表示；箭头表示状态转，用圆圈表示；箭头表示状态转换的方向和一个有效的时钟（例如，边沿换的方向和一个有效的时钟（例如，边沿jk触发器的下降触发器的下降沿），旁边注明状态转换条件。沿），旁边注明状态转换条件。例如，触发器由0态转换为1态的条件是：j=1，

24、k=（0或1）。 nnnqkqjq1ddqdrqsnn1nq1）电路结构和工作原理）电路结构和工作原理n1nqq（1）cp=0时，时，6.3.3 6.3.3 维持阻塞维持阻塞d触发器触发器（2）在cp的上升沿到与非门基本与非门基本rs触发器触发器控制电路控制电路ddddrs1）电路结构和工作原理）电路结构和工作原理（3）在）在cp=1的后端（的后端（ ）, 维持阻塞保证基本维持阻塞保证基本rs触发器的触发器的rs端不随端不随d端变化，因端变化，因此此q端不变化。端不变化。6.3.3 6.3.3 维持阻塞维持阻塞d触发器触发器与非门基本与非门基本rs触发器触发器控制电路控制电路dd若若d=01置

25、置0维持维持置置1阻塞阻塞若若d=10置置0阻塞阻塞置置1维持维持dqn1cp=特特 点点:抗干扰能力极强，工作速度很高。抗干扰能力极强，工作速度很高。维持阻塞型维持阻塞型d触发器的状态表触发器的状态表nq表中表中“”表示表示cp由由0跳变为跳变为1的上升沿的上升沿;d是是cp上升沿前上升沿前瞬的输入逻辑值。瞬的输入逻辑值。1nqcpd功能功能000置置0010置置0101置置1111置置1 在时钟脉冲在时钟脉冲cp作用下，作用下，d触发器仅具有置触发器仅具有置0和置和置1功能，功能，常用于存储常用于存储1位二进制码，故称为数码（位二进制码，故称为数码（digit）触发器。）触发器。dqn1c

26、p=rd和和sd：不受时钟：不受时钟信号控制复位和置信号控制复位和置位信号。位信号。nq1nqrdsdcpd功能功能010异步复位异步复位21ddd 101异步置位异步置位00禁止禁止11000置置011010置置011101置置111111置置12）异步复位和置位）异步复位和置位d1和和d2：受时钟信：受时钟信号控制的数据输入号控制的数据输入信号。信号。 只要窄脉冲干扰不出现在只要窄脉冲干扰不出现在cp的上升沿，则不影响触发器的的上升沿，则不影响触发器的输出状态。此外，异步输入端的作用优先（见输出状态。此外，异步输入端的作用优先（见sd=0处）。处）。由本例推广，维持阻塞型边沿触发器抗干扰能

27、力强。由本例推广，维持阻塞型边沿触发器抗干扰能力强。波形图波形图dqcprdsd图图6.3.86.4 触发器逻辑功能的转换触发器逻辑功能的转换 触发器的电路结构确定触发方式和实现逻辑功能的原理。 前述章节已经阐述了用直接触发、同步触发和边沿触发分别实现rs触发器、d触发器和jk触发器的原理。 本节首先介绍用维持阻塞d触发器转换为t触发器和t触发器，然后，阐明“任何一种触发方式都可以实现每一种功能的触发器”。6.4.1 维持阻塞d触发器转换为t和t触发器6.4.2 触发器的逻辑功能转换方法6.4.1维持阻塞维持阻塞d触发器转换为触发器转换为t和和t触发器触发器 在有效时钟作用下，具有触发翻转和保

28、持在有效时钟作用下，具有触发翻转和保持2种功能的触发器种功能的触发器称为称为t触发器；仅具有触发翻转功能的触发器称为触发器；仅具有触发翻转功能的触发器称为t触发器。触发器。用用1个维持阻塞个维持阻塞d触发器和触发器和1个异或门可组成维持阻塞个异或门可组成维持阻塞t触发器。触发器。 nqtdnnqtdq1在cp=时，维持阻塞d触发器变化为次态，nq1nq维持阻塞型t触发器的状态表cpt功能000保持011保持101翻转110翻转nnnnqtqtqtq1t=0：nnqq1t=1：nnqq1电路仍然是维持阻塞型触发器。即功能转换不改变触发方式！ 当t恒为1时，t触发器转化为t触发器，其特性方程为：n

29、nqq16.4.2 触发器的逻辑功能转换方法触发器的逻辑功能转换方法例如，将维持阻塞例如，将维持阻塞d触发器转换为维持阻塞触发器转换为维持阻塞jk触发器触发器 nnqkqjd :令用维持阻塞d触发器转换为其他逻辑功能触发器的框图 ：令j=s、k=r，增加约束rs=0，则jk触发器就转换为rs触发器。令j=k=t，则jk触发器就转换为t触发器。（1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。（2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。性方程一致。（3）比较已有和待求触发器的特性方程，根

30、据两个方程相等的）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。原则求出转换逻辑。（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。）根据转换逻辑画出逻辑电路图。 令已有触发器和待求触发器的特性方程相等，求出转换逻辑。令已有触发器和待求触发器的特性方程相等，求出转换逻辑。推广到一般，任何一种触发方式（直接触发、同步触发和推广到一般，任何一种触发方式（直接触发、同步触发和边沿触发）都可以实现每一种功能的触发器。边沿触发）都可以实现每一种功能的触发器。 已阐明了：用维持阻塞触发方式实现了所有功能的触发器！t触发器特性方程：触发器特性方程：nnnqtqtq1与与jk触发器的特性方程比较，得：触

31、发器的特性方程比较，得：tktj电电路路图图1j c11ktqqcpjk触发器触发器t触发器触发器例：将例：将jk触发器转换为触发器转换为t和和t触发器触发器nnnqkqjq1jk触发器特性方程：触发器特性方程：t 触发器特性方程：触发器特性方程：与与jk触发器的特性方程比较，得：触发器的特性方程比较，得：11kj电电路路图图1j c11k1qqcpnnqq1变换变换t触发器的特性方程：触发器的特性方程：nnnnqqqq111jk触发器触发器t触发器触发器nnnqkqjq1jk触发器特性方程：触发器特性方程：tktj1.jk触发器触发器t触发器触发器11kj2.jk触发器触发器t触发器触发器5

32、.d触发器触发器t触发器触发器nqtd6.d触发器触发器t触发器触发器nqd dkdj3.jk触发器触发器d触发器触发器rksj4.jk触发器触发器rs触发器触发器7. d触发器触发器jk触发器触发器8.d触发器触发器rs触发器触发器nnqkqjdnqrsdtktj11kj9.rs触发器触发器t触发器触发器10.rs触发器触发器t触发器触发器11. rs触发器触发器jk触发器触发器12.rs触发器触发器d触发器触发器drdsnntqqtrsnnqqrsnnkqqjrs*6.5 触发器的触发器的动态特性动态特性( (略略) )触发器由门电路组成，每个门都存在传输延时。因此，触触发器由门电路组成，

33、每个门都存在传输延时。因此，触发器的输入信号、时钟信号必须在时间顺序上恰当配合，才能发器的输入信号、时钟信号必须在时间顺序上恰当配合，才能保证触发器稳定可靠地实现其逻辑功能。保证触发器稳定可靠地实现其逻辑功能。触发器同步输入信号与时钟信号之间的时间关系称为触发触发器同步输入信号与时钟信号之间的时间关系称为触发器的动态特性。器的动态特性。 设每个与非门的传输时间为设每个与非门的传输时间为tpd。 下面以维持阻塞d触发器为例介绍触发器的动态特性。 1 1）数据）数据建立时间建立时间 tset2 2）数据）数据保持时间保持时间 th边沿边沿 d 触发器的触发器的 tset 和和 th 均在均在 20

34、 ns 左右。左右。在时钟有效沿前输入信号d必须稳定的最小时间。 tset=2tpd 在时钟有效沿后输入信号d必须保持稳定的最小时间。 th=tpd 3) 输出低电平到高电平的传输时间输出低电平到高电平的传输时间tcphl4) 输出高电平到低电平的传输时间输出高电平到低电平的传输时间tcplhtcphl=2tpd 在时钟有效沿后触发器的输出从低电平变化到高电平的传输时间。 在时钟有效沿后触发器的输出从高电平变化到低电平的传输时间。 tcplh=3tpd5)触发器传输延迟时间触发器传输延迟时间tf在时钟有效沿后输出状态到达稳定需要的时间。pdcphlcplhftttt3,max6) 时钟的低电平

35、时间时钟的低电平时间tcpl和高电平时间和高电平时间tcph 如果触发器的时钟是上升沿有效，则tcpltset tcphtf 如果触发器的时钟是下降沿有效，则tcphtset tcpltf 时钟周期为：tcp = tset + tf。7) 最大时钟频率最大时钟频率max：在连接为t触发器的情况下，触发器能正常工作的最高时钟频率。max=1/tcp 触触 发发 器器 小小 结结触发器是数字电路的极其重要的基本单元。触发器有两个触发器是数字电路的极其重要的基本单元。触发器有两个稳定状态，在外界信号作用下，可以从一个稳态转变为另一个稳定状态，在外界信号作用下，可以从一个稳态转变为另一个稳态；无外界信

36、号作用时状态保持不变。因此，触发器可以作稳态；无外界信号作用时状态保持不变。因此，触发器可以作为二进制存储单元使用。为二进制存储单元使用。触发器的逻辑功能可以用触发器的逻辑功能可以用状态表、卡诺图、特性方程、状状态表、卡诺图、特性方程、状态图和波形图态图和波形图等等5种方式来描述。触发器的特性方程是表示其逻种方式来描述。触发器的特性方程是表示其逻辑功能的重要逻辑函数，在分析和设计时序电路时常用来作为辑功能的重要逻辑函数，在分析和设计时序电路时常用来作为判断电路状态转换的依据。判断电路状态转换的依据。01rsqrsqnnnnnqkqjq1dqn1nnnqtqtq1nnqq1逻辑功能rs触发器jk

37、触发器d触发器t触发器t触发器特性方程同一种功能的触发器，可以用不同的电路结构形式来实现；同一种功能的触发器，可以用不同的电路结构形式来实现；反过来，同一种电路结构形式，可以构成具有不同功能的各种类反过来，同一种电路结构形式，可以构成具有不同功能的各种类型触发器。型触发器。6.6 555定时器6.6.1 555定时器的功能6.6.2 555定时器组成施密特触发器6.6.3 555定时器组成单稳态触发器6.6.4 555定时器组成多谐振荡器数字电路需要规则的脉冲信号：一致的逻辑电平和陡峭的边沿。获取规则的数字信号通常有两种途径： 1。用整形电路把已有的信号整形成数字信号； 2。通过多谐振荡电路自

38、激产生脉冲信号。 555定时器不但可以构成整形电路，还可以组成自激振荡电路。 555定时器是一种应用十分广泛的集成组件，有定时器是一种应用十分广泛的集成组件，有ttl集成电路集成电路和和cmos集成电路，它们的工作原理和功能相似。集成电路，它们的工作原理和功能相似。 下面以下面以cmos集成定时器为例介绍集成定时器为例介绍555定时器的原理和应用。定时器的原理和应用。 6.6.1 555定时器的功能定时器的功能 电阻分压器电阻分压器 比较器比较器rs触发器触发器反相器和反相器和nmos管管cc31vcc32v管脚图管脚图反相反相同相同相 ch7555电源电压的最小值为3 v，最大值为18 v，

39、最大功耗为200 mw。 th（电位）（电位）（电位）（电位）rd(逻辑电平逻辑电平)out(逻辑电平逻辑电平)dis(nmos管管)trig ch7555的功能的功能 低电平低电平低电平低电平导通导通2vdd/3vdd/3高电平高电平低电平低电平导通导通vdd/3高电平高电平保持保持保持保持2vdd/3vdd/3高电平高电平低电平低电平导通导通vdd/3高电平高电平保持保持保持保持2vdd/3vdd/3高电平高电平低电平低电平导通导通vdd/3高电平高电平保持保持保持保持（2/3）vdd时，时，r=1；所以所以q=0,或门输出或门输出1， nmos管导通，所以假设不成立，管导通，所以假设不成

40、立， nmos管管导通导通, vc=0;vo=02、 输入负跳变触发脉冲，即输入负跳变触发脉冲，即vi=0时时，s=1,q=1,或门输出或门输出0， nmos管截止，管截止，c充电，充电，vo=1rcevvvtvwtcccwc,)()0()()(rcrcvvvrctuuuurctddddddwccccw1 . 13ln320ln)()()0()(ln暂稳态持续时间：暂稳态持续时间：注意：要求输入脉冲宽度注意：要求输入脉冲宽度ti小于输出脉冲宽度小于输出脉冲宽度tw。否则，电。否则，电 路转化为反相器。路转化为反相器。 逻辑符号逻辑符号2. 单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用 脉冲延迟脉冲延迟 脉冲鉴宽脉冲鉴宽 图6.6.7图图6.6.8：有错：有错2vdd应用举例：触摸定时控制开关应用举例：触摸定时控制开关 555定时器构成单稳态触发器。定时器构成单稳态触发器。 声音负脉冲声音负脉冲触发触发555输出端输出输出端输出高电平，灯泡（高电平，灯泡（rl）发光。）发光。 当暂稳态时间（当暂稳态时间（tw）结束时，）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄输出端恢复低电平，灯泡熄灭。灭。 该触摸开关可用于夜间定时照明，该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由定时时间可由rc参数调节。参数调节。（约（