第十一章双稳态触发器ppt课件

1、第十一章第十一章 双稳态触发器双稳态触发器 双稳态触发器是可以双稳态触发器是可以存储一位二进制码的存储一位二进制码的逻辑电路元件。逻辑电路元件。重点：重点： 双稳态触发器的逻辑双稳态触发器的逻辑功能、触发方式功能、触发方式 及翻及翻转时辰。转时辰。11.1 RS 触发器触发器 11.2 JK 触发器触发器 11.3 D触发器与触发器与T触发器触发器 11.1 RS触发器触发器 双稳态触发器有两个互补输出端双稳态触发器有两个互补输出端Q和和Q，其输出形状，其输出形状Q不仅与不仅与输入有关，而且还与原先的输出形状有关输入有关，而且还与原先的输出形状有关 。一一.R-S触发器触发器1. 根本根本R-

2、S触发器触发器逻辑电路及符号逻辑电路及符号QQRSQRSQG1G2 0 11 01 10 00 1不变不变不定不定复位复位(清清0) 置位置位(置置1) 记忆记忆(坚持坚持)制止制止真值表真值表R S Q阐明阐明触发器现态触发器现态Qn 原态和次态原态和次态Qn+1新态之间的转新态之间的转换关系用另一种表格记录下来，称为特性表，它是触发器逻换关系用另一种表格记录下来，称为特性表，它是触发器逻辑功能的另一种表现方式。辑功能的另一种表现方式。 SRQQtttt 根本根本RSRS触发器波形图触发器波形图 特性表特性表宽度相等的负脉冲从宽度相等的负脉冲从S S和和R R端同时消逝后，触发器形状不定。端

3、同时消逝后，触发器形状不定。 100101 QnSRQn+1000001010011100101110111 卡诺图化简卡诺图化简 特性方程特性方程 Qn+1=RQn+SS+R=1(约束条件约束条件)SRQn000111100X11X112 2根本根本RSRS触发器的运用举例触发器的运用举例在数字系统中，用机械开关对电路发出命令信号，当开关改在数字系统中，用机械开关对电路发出命令信号，当开关改动位置时，由于弹簧片不能立刻与触点稳定接触产生抖动，动位置时，由于弹簧片不能立刻与触点稳定接触产生抖动，使电压或电流波形产生使电压或电流波形产生“毛刺毛刺 。假设用开关的输出直接驱动逻辑门，经过逻辑门整形

4、后，输假设用开关的输出直接驱动逻辑门，经过逻辑门整形后，输出会有一串脉冲干扰信号导致电路任务出错。出会有一串脉冲干扰信号导致电路任务出错。 QQ5V5VASB&SR根本根本RSRS触发器去抖动功能触发器去抖动功能 利用根本利用根本RSRS触发器的记忆作用可以消除机械开关振动对数字电触发器的记忆作用可以消除机械开关振动对数字电路所产生的影响。路所产生的影响。在触发器的任务过程中，允许触发器形状改动的输入信号称为在触发器的任务过程中，允许触发器形状改动的输入信号称为触发信号，信号的方式称为触发方式，触发器形状的改动称为触发信号，信号的方式称为触发方式，触发器形状的改动称为翻转。根本翻转。根本RSR

5、S触发器的触发方式是电平触发方式，这种触发方触发器的触发方式是电平触发方式，这种触发方式又分为低电平触发和高电平触发。式又分为低电平触发和高电平触发。 100二二. 同步同步RS触发器触发器 根本根本RSRS触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制，同步触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制，同步RSRS触发器实如今规定时间内，触发器按各自输入信号所决触发器实如今规定时间内，触发器按各自输入信号所决议的形状同步触发翻转。议的形状同步触发翻转。任务原理任务原理&Q1G2GQ R CP SDRDSCP=0，R-S被封锁，被封锁，QQ不变；不变；CP=1， 由由R-S 决议。决议。1 00 10 01

6、 10 1不变不变不定不定复位复位(清清0) 置位置位(置置1) 记忆记忆(坚持坚持)制止制止真值表真值表RSQ阐明阐明 特性表特性表 从任务原理可知从任务原理可知: 输出翻转控制在脉冲作用时间段输出翻转控制在脉冲作用时间段,因此称为因此称为脉冲触发方式。脉冲触发方式。 在脉冲作用时在脉冲作用时,能够出现多次翻转能够出现多次翻转(空翻。空翻。 脉冲触发又可分为正、负脉冲触发。脉冲触发又可分为正、负脉冲触发。 QnSRQn+10000010100111001011101110 01101 卡诺图化简卡诺图化简SRQn000111100X111X1 特性方程特性方程 Qn+1=S+RQnSR=0(

7、约束条件约束条件) 特点特点 CP=1，接纳信号，允许翻转。，接纳信号，允许翻转。 CP=0，封锁信号，制止翻转。，封锁信号，制止翻转。QQS CP R正脉冲触发正脉冲触发负脉冲触发负脉冲触发例例 ：根据：根据CPCP、S S、R R的波形，试画出上面分析的的波形，试画出上面分析的RSRS触发器输出触发器输出Q Q的波形，设初始形状的波形，设初始形状Q=0Q=0。解解: :触发器在触发器在CP=1CP=1时翻时翻转。转。在在CP=1CP=1的时间间隔的时间间隔内内R R、S S的形状变化的形状变化就会引起触发器形就会引起触发器形状的变化。状的变化。脉冲触发方式能控脉冲触发方式能控制触发器在一段

8、时制触发器在一段时间内翻转，不能实间内翻转，不能实如今一舜间翻转，如今一舜间翻转，因此运用中遭到一因此运用中遭到一定限制。定限制。 三三. 主从主从R-S触发器触发器任务原理：任务原理：CP=1作用其间：作用其间： 主触发器任务，主触发器任务，QM随随R-S翻转；从触翻转；从触发器因发器因 CP=0被封锁，输出被封锁，输出Q坚持不变。坚持不变。 CP负跳沿负跳沿(即即10),CP由由0 1： 主触发器被封锁，从触发器任务，主触发器被封锁，从触发器任务，Q为为QM最后值。最后值。CP=0后：后： 主触发器的形状坚持不变主触发器的形状坚持不变,因此输出形状因此输出形状坚持不变。这样坚持不变。这样,

9、两个两个R-S触发器的的相触发器的的相互制约互制约,实现了在某一特定时辰翻转。实现了在某一特定时辰翻转。该触发器的触发方式称为边沿触发，属该触发器的触发方式称为边沿触发，属于负跳沿触发。边沿触发又可分为正跳于负跳沿触发。边沿触发又可分为正跳沿触发与负跳沿触发。沿触发与负跳沿触发。R CP SQQCP主主R-S从从R-SQM负跳沿触发负跳沿触发正跳沿触发正跳沿触发主从触发器的特点主从触发器的特点: :触发器在触发器在CPCP有效作用期间接纳输入信号，在有效作用期间接纳输入信号，在CPCP的有效跳变沿的有效跳变沿触发翻转，在触发翻转，在CPCP有效跳变沿后封锁输入信号。有效跳变沿后封锁输入信号。触

10、发器的翻转形状由触发器的翻转形状由CPCP作用期间输入信号的形状而定。作用期间输入信号的形状而定。主从触发器对输入信号：主从触发器对输入信号：对于负跳沿触发的触发器，输入信号应在对于负跳沿触发的触发器，输入信号应在CPCP正跳沿前参与，正跳沿前参与，并在并在CPCP正跳沿后的高电平期间坚持不变，为主触发器触发翻正跳沿后的高电平期间坚持不变，为主触发器触发翻转做好预备，假设输入信号在转做好预备，假设输入信号在CPCP高电平期间发生改动，将能高电平期间发生改动，将能够使主触发器发生多次空翻，产生逻辑错误。够使主触发器发生多次空翻，产生逻辑错误。时钟脉冲的要求：时钟脉冲的要求：CPCP正跳沿后的高电

11、平要有一定的延迟时间，以确保主触发器正跳沿后的高电平要有一定的延迟时间，以确保主触发器到达新的稳定形状，到达新的稳定形状，CPCP负跳沿使触发器发生翻转后，负跳沿使触发器发生翻转后，CPCP的低的低电平也必需有一定的延迟时间，以确保从触发器到达新的稳电平也必需有一定的延迟时间，以确保从触发器到达新的稳定形状。定形状。 11.2 JK触发器触发器 JK触发器处理了主从触发器处理了主从RS触发器存在不稳定形状的问题。触发器存在不稳定形状的问题。一一. 主从主从JK触发器触发器 任务原理任务原理 CP =1时接纳时接纳JK信号，输出不变；信号，输出不变； CP负跳瞬间，输出由负跳瞬间，输出由JK而定

12、：而定：& K CP JR SQQCP主主R-S从从R-SQMS=JQ R=KQ 特性方程特性方程 Qn+1=S+RQn=JQn+KQn逻辑功能逻辑功能JK Qn+1= J 与与J一样一样J=K=0 Qn+1= Qn 不变不变 J=K=1 Qn+1 = Qn 翻转计数翻转计数CP=0时，封锁时，封锁JK信号，输出不变。信号，输出不变。 显然显然JKJK触发器消除了输出不定的形状，触发器消除了输出不定的形状，其触发方式为边沿触发。其触发方式为边沿触发。例：设负跳沿主从例：设负跳沿主从JKJK触发器的输入的波触发器的输入的波形如下图，画出输形如下图，画出输出端出端Q Q的波形。设的波形。设初始形状

13、为初始形状为0 0。 JKQnQn+100000011010001101001101111011110特性表特性表逻辑符号逻辑符号 负跳沿触发负跳沿触发CPJKQ正跳沿触发正跳沿触发主触发器形状只能改动主触发器形状只能改动1次次 由于存在反响，假设由于存在反响，假设Q=0，CP=l，K端封端封锁锁(K=0) ，主触发器只接受，主触发器只接受J端置端置1信号；信号； 假设假设Q=1，CP=l，J端封锁端封锁(J=0) ，主触发，主触发器只接受器只接受K 端置端置0信号。信号。 所以主触发器形状只能改动所以主触发器形状只能改动1次。在次。在CP的的下跳沿，从触发器与主触发器形状获得一下跳沿，从触发

14、器与主触发器形状获得一致。这种景象称为一次变化景象。致。这种景象称为一次变化景象。 & K CP JR SQQCP主主R-S从从R-SQM 例：设负跳例：设负跳沿主从沿主从JKJK触发触发器的器的CPCP和和J J、K K波形如下图，波形如下图，画出输出端画出输出端Q Q的的波形。设初始波形。设初始形状为形状为1 1。 CPJKQMQ123456 0 0 011 0 1 1 001 0主从主从JK触发器的特点触发器的特点(1)(1)触发器在时钟脉冲有效作用期间触发器在时钟脉冲有效作用期间CP=1CP=1或或=0=0接纳输入信接纳输入信号，只在时钟脉冲的跳变沿号，只在时钟脉冲的跳变沿( (负跳沿

15、或正跳沿负跳沿或正跳沿) )触发翻转，触发翻转，在时钟脉冲跳变沿后封锁输入信号。在时钟脉冲跳变沿后封锁输入信号。(2)(2)触发器的翻转形状由时钟脉冲作用期间输入信号的形状而触发器的翻转形状由时钟脉冲作用期间输入信号的形状而定。定。(3)(3)主触发器的形状只能够根据输入信号改动一次。所以在主触发器的形状只能够根据输入信号改动一次。所以在CPCP有效作用期间，当有效作用期间，当J J、K K改动，假设在改动，假设在Qn=0Qn=0时，时，J J有有1 1，Qn+1=1(Qn+1=1(改动改动) ) ；假设在；假设在Qn=1Qn=1时，时，K K有有1 1，Qn+1=0(Qn+1=0(改动改动)

16、 ) 。否那么否那么Qn+1Qn+1不变。不变。主从触发器任务时，必需在主从触发器任务时，必需在CPCP有效作用期间前参与输入信号。有效作用期间前参与输入信号。假设在有效作用期间出现干扰信号，那么就有能够出现一假设在有效作用期间出现干扰信号，那么就有能够出现一次变化景象，使触发器的形状出错。次变化景象，使触发器的形状出错。防止出现一次变化景象的有效方法是采用边沿触发器。防止出现一次变化景象的有效方法是采用边沿触发器。 二二. 边沿边沿JK触发器触发器接受输入信号、触发翻转、封锁输入是在同一时辰时接受输入信号、触发翻转、封锁输入是在同一时辰时钟脉冲有效跳变沿完成。钟脉冲有效跳变沿完成。判别边沿触

17、发器次态的根据是触发跳变沿前瞬间输入端判别边沿触发器次态的根据是触发跳变沿前瞬间输入端的形状。的形状。 边沿触发器的触发方式可分为正跳沿和负跳沿，在符号边沿触发器的触发方式可分为正跳沿和负跳沿，在符号中，由时钟脉冲端子中，由时钟脉冲端子CP加以区别。加以区别。正跳沿正跳沿负跳沿负跳沿逻辑功能逻辑功能JK Qn+1= J 与与J一样一样J=K=0 Qn+1= Qn 不变不变 J=K=1 Qn+1 = Qn 翻转计数翻转计数CP=0时，封锁时，封锁JK信号，输出不变。信号，输出不变。 特性方程特性方程 Qn+1=S+RQn=JQn+KQn例：知例：知CPCP、J J、K K波形及初始形状与上例一样

18、，试画出负跳波形及初始形状与上例一样，试画出负跳沿沿JKJK触发器的输出端触发器的输出端Q Q的波形。并比较两个结果。的波形。并比较两个结果。 比较两结果，假设输入信号在比较两结果，假设输入信号在CP=1CP=1前参与，并在前参与，并在CP=1CP=1时时间内坚持不变，那么主从负跳沿间内坚持不变，那么主从负跳沿JKJK触发器与负跳沿触发器与负跳沿JKJK触发器触发器输出结果一样；假设在输出结果一样；假设在CP=1CP=1时间内输入信号发生改动，因前时间内输入信号发生改动，因前者能够出现一次变化景象，呵斥结果不同。者能够出现一次变化景象，呵斥结果不同。CPJKQMQ主从主从Q123456三三.

19、集成集成JK触发器触发器 TTL双双JK触发器触发器74LS76 JK触发器触发器74LS76功能表功能表 Q1Q11Q输输 入入输输 出出预置预置SD清零清零RD时钟时钟CPJKQn+1 n+1011010011 00Qn n11 10101 01011 11 nQn逻辑符号和引脚分布图逻辑符号和引脚分布图 该器件内含两个一样的该器件内含两个一样的JKJK触发器，它们都带有预置和清零输触发器，它们都带有预置和清零输入，属于负跳沿触发器。假设在一片集成器件中有多个触发入，属于负跳沿触发器。假设在一片集成器件中有多个触发器，通常在符号前面器，通常在符号前面( (或后面或后面) )加上数字，以示不

20、同触发器的加上数字，以示不同触发器的输入、输出信号。输入、输出信号。例：设负跳沿边沿例：设负跳沿边沿JKJK触发器的起始形状为触发器的起始形状为0 0，各输入端的波，各输入端的波形如下图，试画出的输出波形。形如下图，试画出的输出波形。SDJCPKRD11.3 边沿边沿D触发器与边沿触发器与边沿T触发器触发器一一. D触发器触发器 假设只取假设只取JK触发器输入信号触发器输入信号JK，且，且J=D，就构成，就构成D触发触发器。器。特性方程特性方程 Qn+1 = D边沿边沿D触发器触发器 也可分为正跳沿也可分为正跳沿 D触发器触发器 和负跳沿和负跳沿 D触触发器。发器。C1端子没有小圈表示正跳沿端

21、子没有小圈表示正跳沿 D触发器，否那么，是触发器，否那么，是负跳沿负跳沿 D触发器。触发器。 特性表特性表DQnQn+1000010101111 逻辑符号逻辑符号例：触发器组成的电路如下图，试根据例：触发器组成的电路如下图，试根据D和和CP波形画出波形画出Q的的 波形波形(设初态为设初态为0)。 解：解： 第一个触第一个触发器是正发器是正跳沿跳沿D触触发器，第发器，第二个二个JK触触发器和与发器和与非门组成非门组成负跳沿负跳沿D触发器。触发器。Q1Q2二二. T触发器触发器 将将JK触发器的触发器的J、K端衔接在一同作为端衔接在一同作为T端，就构成了端，就构成了T触发器，因此触发器，因此T触发

22、器没有专门设计的定型产品。触发器没有专门设计的定型产品。 特性方程特性方程 Qn+1 = T Qn +T QnTQnQn+1000011101110特性表特性表由特性方程可知，由特性方程可知，T=1，Qn+1=Qn，触发器为计数形状，触发器为计数形状，T=0，Qn+1= Qn，触发器为坚持形状。，触发器为坚持形状。 Qn+1=T + Qn例例1：电路和输入信号波形如下图，画出各触发器：电路和输入信号波形如下图，画出各触发器Q端的波形。端的波形。各触发器的初始形状为各触发器的初始形状为0。 解：解： 两个两个JK触触发器均衔发器均衔接成负跳接成负跳沿沿T触发触发器。器。Q1Q2例例2：触发器电路和输入信号波形如下图，画出各触发器：触发器电路和输入信号波形如下图，画出各触发器Q端端的波形。的波形。解：解：Q1Q2*11.4 触发器的功能转换触发器的功能转换 不同触发器其逻辑功能不同，同一触发器能否可以转换为不同触发器其逻辑功能不同，同一触发器能否可以转换为功能不同触发器？功能不同触发器？ 1.代数转换法代数转换法 2.图表转换法图表转换法 通用法通用法 例例 将将D触发器转换为触发器转换为JK触发器。触发器。 解解(