数字电子第5章锁存器和触发器

1、第十三讲第十三讲第第5 5章章 锁存器和触发器锁存器和触发器5.1 5.1 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路5.2 5.2 锁存器锁存器5.3 5.3 触发器的电路结构和工作原理触发器的电路结构和工作原理5.4 5.4 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能5.5 5.5 用用Verilog HDLVerilog HDL描述锁存器和触发器描述锁存器和触发器本章学习要求本章学习要求: :1.了解各种触发器和锁存器的基本内部结构了解各种触发器和锁存器的基本内部结构 和工作原理；和工作原理；2.必须掌握各种触发器和锁存器的符号、逻必须掌握各种触发器和锁存器的符号、逻 辑功能。辑功能。5.1 5.1 双

2、稳态存储单元电路双稳态存储单元电路5.1.1 5.1.1 双稳态的概念双稳态的概念1 1 单稳态和双稳态单稳态和双稳态例如：弹簧，声控灯，不倒翁例如：弹簧，声控灯，不倒翁 电路只有一个稳定的输出状态，另外还有一个电路只有一个稳定的输出状态，另外还有一个暂稳定状态，当电路由于某种原因使得输出由稳态暂稳定状态，当电路由于某种原因使得输出由稳态改变为暂态时，总会在一定的时间后自动恢复到稳改变为暂态时，总会在一定的时间后自动恢复到稳定的状态。定的状态。(1) (1) 单稳态单稳态(2) (2) 双稳态双稳态例如：开关、门例如：开关、门 双稳态电路，它有两个稳定的输出状态，具有双稳态电路，它有两个稳定的

3、输出状态，具有记忆功能，可以储存记忆功能，可以储存1位二进制数码。位二进制数码。 在一定输入在一定输入信号作用下，电路可以从一个稳定状态转变为另一信号作用下，电路可以从一个稳定状态转变为另一个稳定状态，若没有新的外来信号作用，它将长期个稳定状态，若没有新的外来信号作用，它将长期处于这个状态不变处于这个状态不变,也就是记下了信号输入的状态也就是记下了信号输入的状态.2.2.锁存器和触发器锁存器和触发器锁存器（锁存器（Latch）是一种对脉冲）是一种对脉冲电平电平敏感的电路。敏感的电路。 触发器（触发器（ Flip Flop，简写为，简写为FF ）是一种对脉冲）是一种对脉冲边边沿沿敏感的电路。敏感

4、的电路。CPCPEE 锁存器和触发器都是时序电路，其输出状态不仅锁存器和触发器都是时序电路，其输出状态不仅与当前的输入有关，而且还与先前的输出状态有关。与当前的输入有关，而且还与先前的输出状态有关。5.2 5.2 锁存器锁存器1.1.由门电路设计的抢答器由门电路设计的抢答器1&1 2 4 51&9 1012131&1 2 4 51&9 101213abcdABCD5 V500 474LS206868653174LS0524685 V5.1 k4VD4VD3VD2VD1结构特点：结构特点：开始时即没有抢答信号开始时即没有抢答信号000011110000当按下当按下

5、B开关时开关时101D2亮，亮，D1、D3、D4灭灭 每一个与非门的四个输入端中有三个输入端是每一个与非门的四个输入端中有三个输入端是另外三个与非门的输出，一个接控制按纽。另外三个与非门的输出，一个接控制按纽。此时其它此时其它按扭均无按扭均无效，但此效，但此时不能松时不能松开按扭开按扭B最大缺点：最大缺点： 抢答开关必须用手按住不动，指示灯才会点亮，抢答开关必须用手按住不动，指示灯才会点亮，若手松开不仅对应的指示灯熄灭，若手松开不仅对应的指示灯熄灭， 而且其它抢答按而且其它抢答按扭将有效，这种操作方式十分不便。扭将有效，这种操作方式十分不便。1.1.由门电路设计的抢答器由门电路设计的抢答器2.

6、含有锁存器的抢答器含有锁存器的抢答器&G4&G5&G6&G7Q1Q2&G8&G9Q3&G1&G2&G3VD 1VD 2VD 3510 3 5 VS3S2S1 5 VAB清 零S1 k4L1L2L35.2 5.2 锁存器锁存器该电路具有如下功能：该电路具有如下功能： （1）开关）开关S为总清零及允许抢答控制开关（可由主为总清零及允许抢答控制开关（可由主持人控制）。持人控制）。 当开关当开关S被按下时抢答电路清零，松开被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。后则允许抢答。 由抢答按钮开关由抢答按钮开关S1S3实现抢答信号的实现

7、抢答信号的输入。输入。 &G4&G5&G6&G7Q1Q2&G8&G9Q3&G1&G2&G3VD 1VD 2VD 3510 3 5 VS3S2S1 5 VAB清 零S1 k4L1L2L3000111000111 （2）若有抢答信号输入（开关）若有抢答信号输入（开关S1S3中的任何一个中的任何一个开关被按下）时，与之对应的指示灯被点亮。此时再开关被按下）时，与之对应的指示灯被点亮。此时再按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯仍按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯仍“保持保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。第一个开关按下时所对

8、应的状态不变。 &G4&G5&G6&G7Q1Q2&G8&G9Q3&G1&G2&G3VD1VD2VD3510 35 VS3S2S15 VAB清零S1 k4L1L2L3000111111111111000111011000同时，其它按扭无效。同时，其它按扭无效。该电路具有如下功能：该电路具有如下功能：松开清零按扭时的状态松开清零按扭时的状态按下抢答信号按下抢答信号S1此时松开此时松开S1开关，不影响开关，不影响Q1=1，使，使L1=0，D1亮亮最大优点最大优点 （1）电路通过在输入端接入两个首尾交叉连接的）电路通过在输入端接入

9、两个首尾交叉连接的双输入与非门，双输入与非门， 就解决了抢答开关必须用手按住不就解决了抢答开关必须用手按住不动，指示灯才会点亮，若手松开指示灯就熄灭的这一动，指示灯才会点亮，若手松开指示灯就熄灭的这一问题。问题。 实验证明，该电路能将输入抢答信号状态实验证明，该电路能将输入抢答信号状态“保持保持”在其输出端不变。在其输出端不变。&G5G4 （2） 与非门与非门G4、G5连接构成的电路既有接收功能连接构成的电路既有接收功能同时又具有保持功能。在电路中可将与非门同时又具有保持功能。在电路中可将与非门G4、G5连连接构成的电路看成一个专门电路，该电路能接收输入接构成的电路看成一个专门电路，该

10、电路能接收输入信号并按某种逻辑关系改变输出端状态。在一定条件信号并按某种逻辑关系改变输出端状态。在一定条件下，该状态不会发生改变，下，该状态不会发生改变， 即即“保持保持”不变。不变。 （3） 这类具有接收、保持记忆和输出功能的电这类具有接收、保持记忆和输出功能的电路简称为路简称为“锁存器锁存器”。3 3 锁存器必须具备两个特点：锁存器必须具备两个特点：第一、具有两个能自动保持的稳定状态，用来表示第一、具有两个能自动保持的稳定状态，用来表示逻辑逻辑0和和1，或二进制数的，或二进制数的0和和1第二、根据不同的输入信号可以置成第二、根据不同的输入信号可以置成1或或0状态。状态。注：锁存器（注：锁存

11、器（Latch）是一种对脉冲）是一种对脉冲电平电平敏感的电路敏感的电路4 4 锁存器的分类锁存器的分类基本基本RS锁存器锁存器同步同步RS锁存器锁存器D锁存器锁存器5.2.1 5.2.1 基本基本RSRS锁存器的电路结构与动作特点锁存器的电路结构与动作特点一、电路结构与工作特点一、电路结构与工作特点组成：用组成：用2个或非门个或非门(或与非或与非 门门)交叉连接构成交叉连接构成11RSG1G2QQSRSRQQR RESET： 直接复位端，高电平有效直接复位端，高电平有效S SET： 直接置位端，高电平有效直接置位端，高电平有效触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，当当Q=1=1，

12、 =0=0时，称为时，称为1 1状态。状态。Q当当 =1,=1,Q=0=0时，称为时，称为0 0状态。状态。Q功能分析功能分析: :1) SR=0000保持原状态不变保持原状态不变2) SR=01101置置0或复位或复位3) SR=100101置置1或置位或置位4) SR=1110此时若此时若SR同时回到同时回到0，则锁存器的状态不确定，则锁存器的状态不确定，所以约束条件：所以约束条件：不确定：不确定：SR=00 0不变不变0 10 1置置01 01 0置置 11 10 0不确定不确定保持保持S RQ Q锁存器状态锁存器状态波形分析：波形分析：RSQQQQ01置置1保持保持置置0波形分析：波形

13、分析：SRSRQQQ0Q1置置0 均为均为1 置置0SR保持保持置置1均为均为1均为均为1均为均为0&RDSDQQRD RESET直接复位端，直接复位端，低电平有效低电平有效S D SET直接置位端，直接置位端，低电平有效低电平有效低电平有效低电平有效用用2个与非门交叉连接构成的锁存器个与非门交叉连接构成的锁存器工作原理工作原理011100R =0 同时同时S =1时，时，Q=0。故。故R称为称为复位端复位端,或称为或称为清清0端端此时即是将此时即是将R信号去掉，输出仍然保持原来的状态不变。信号去掉，输出仍然保持原来的状态不变。（1）R=0，S=1时时（2）R=1，S=0时时&

14、RDSDQQ011100此时即是将此时即是将S信号去掉，输出仍然保持原来的状态不变。信号去掉，输出仍然保持原来的状态不变。S=0 同时同时 R=1时，时，Q=1。故。故S称为称为置位端置位端,或称为或称为置置1端端(3) S=1 ，R=1时时&RDSDQQQ11QQQS=0 , RD=1, 锁存器保持原态不变。锁存器保持原态不变。&RDSDQQ(4) S=0，R=0时时00111违背了违背了Q和和Q互反变量的要求。互反变量的要求。2此时若两个输入端同时变为此时若两个输入端同时变为1，则输出的状，则输出的状态不能确定。态不能确定。实际设计电路时，此种情况应该避免！R-SR-S锁存

15、器真值表锁存器真值表RSQQ 0 1 1 0 1 1 0 0用用2个与非门交叉连接构成的锁存器个与非门交叉连接构成的锁存器0 10 1指指R、S从从01或或10变成变成11时时,输出端状态不变输出端状态不变保持原状保持原状指指R、S从从00变成变成11时时,输出端状态不确定输出端状态不确定不确定不确定(复位复位)(置位置位)基本基本R-SR-S锁存器特点锁存器特点: :(1) 具有两个稳态具有两个稳态(Q=0,Q=1或或Q=1,Q=0), 称为称为 双稳态锁存器双稳态锁存器.(2) 可触发使之翻转可触发使之翻转 (使使R 、 S之一为之一为0时可翻转时可翻转).(3) 具有记忆功能具有记忆功能

16、(R 、 S都为都为1时，保持原来状态时，保持原来状态).两种基本两种基本R-SR-S锁存器的比较锁存器的比较: : 符号符号(a)强调的是高电平有效，而符号强调的是高电平有效，而符号(b)强调的强调的 是低电平有效；是低电平有效； SRSRQQSRSRQQ（a） （b）对于对于(a)S RQ0 00 11 01 1S RQ0 00 11 01 1对于对于(b)保持保持0110保持保持禁止禁止(Q和和Q均为均为0)禁止禁止(Q和和Q均为均为1)例例.在基本在基本RS触触发器中，已知发器中，已知SD和和RD的电压波的电压波形，试画出形，试画出Q和和Q端对应的电压端对应的电压波形。波形。QQSDR

17、D复位复位保持保持置位置位输入同时为输入同时为0复位复位保持保持QQ置置位位复位复位输入同时有效输入同时有效保持保持SDRDSRSRQQ0输入信号输入信号同时有效同时有效 在数字系统中，为协调各部分的动作，常常在数字系统中，为协调各部分的动作，常常要求某些锁存器于同一时刻动作。为此引入同步要求某些锁存器于同一时刻动作。为此引入同步信号，使这些锁存器只有在同步信号达到时才按信号，使这些锁存器只有在同步信号达到时才按输入信号改变状态。通常把这个同步信号叫输入信号改变状态。通常把这个同步信号叫时钟时钟信号信号，简称时钟，用，简称时钟，用E表示。表示。二、同步二、同步RSRS锁存器的电路结构与动作特点

18、锁存器的电路结构与动作特点受时钟信号控制的锁存器称时钟锁存器。受时钟信号控制的锁存器称时钟锁存器。1 1、同步、同步RSRS锁存器的电路结构锁存器的电路结构RSE1SC11RSERQQ11G1G2QQRSG3G3&G4&输入控制电路输入控制电路基本基本RS触发器触发器时钟信号时钟信号E置位信号置位信号S，高电平有效，高电平有效复位信号复位信号R，高电平有效，高电平有效2 2、同步、同步RSRS锁存器的工作原理锁存器的工作原理当当E=0时时0锁存器保持原来锁存器保持原来状态不变状态不变当当E=1时时1基本基本RS锁存器锁存器结论：结论：只有只有E=1时，输入信号才有效；时，输入信

19、号才有效；E=0时，输入信时，输入信号无效，锁存器的状态保持不变。号无效，锁存器的状态保持不变。3 3、同步、同步RSRS锁存器的动态特性，设初态锁存器的动态特性，设初态Q=0Q=0ESRQQ01EE3 3、带有异步（直接）置位、复位端的同步、带有异步（直接）置位、复位端的同步RSRS锁存器锁存器时钟信号时钟信号置位端，高电平有效置位端，高电平有效复位端，高电平有效复位端，高电平有效直接置位端，低电平有效，用于工作之直接置位端，低电平有效，用于工作之初，正常工作时置高电平初，正常工作时置高电平直接复位端，低电平有效，用于工作直接复位端，低电平有效，用于工作之初，正常工作时置高电平之初，正常工作

20、时置高电平无小圆圈无小圆圈,表示表示E=1时工作时工作015.2.2 D5.2.2 D锁存器锁存器1.1.逻辑门控逻辑门控D D锁存器锁存器DE11G1G2QQR1S1G3G3&G4&RS11SC11RSERQQDDS=D R=D逻辑关系逻辑关系E D R S Q0保持保持11 001010 1可见：可见：在在E=1时时:因因SR=DD=0，所以消除了约，所以消除了约束条件。束条件。Q=D在在E=0时时: 保持保持(具有记忆功能具有记忆功能)2.2.传输门控传输门控D D锁存器锁存器TGTG11DTG1TG2G1G2CCCCQQ11ECC11QQG1G2TG1TG2D当当E=0

21、时：时：C=1，C=0开关打开开关打开保持保持当当E=1时：时：C=0，C=1开关闭合开关闭合Q=D画出画出Q和和Q的波形的波形 设初态设初态Q=01SC11RSERQQDDED锁存器的缺点：锁存器的缺点：Q0 在一个在一个E E周期里，输出端的状态可以根据输入的状周期里，输出端的状态可以根据输入的状态变化多次。希望输出端的状态在一个态变化多次。希望输出端的状态在一个E E周期里最多变周期里最多变化一次。化一次。第十四讲第十四讲触发：触发： 存储电路对时钟信号的存储电路对时钟信号的某一边沿敏感某一边沿敏感，而在其，而在其它时刻保持状态不变，不受输入信号变化的影响，它时刻保持状态不变，不受输入信

22、号变化的影响，这种这种在时钟脉冲边沿作用下的状态刷新称为触发。在时钟脉冲边沿作用下的状态刷新称为触发。触发器：触发器：具有触发特性的存储单元电路称为触发器。具有触发特性的存储单元电路称为触发器。触发的分类：触发的分类：上升沿触发上升沿触发下升沿触发下升沿触发CPCP5.3 5.3 触发器的电路结构与动作特点触发器的电路结构与动作特点触发器的分类：触发器的分类：主从触发器主从触发器维持阻塞触发器维持阻塞触发器利用传输延迟的触发器利用传输延迟的触发器TGCCTGCC111TGCC1TGCCDQQQQ主锁存器主锁存器从锁存器从锁存器1.1.电路结构及特点电路结构及特点5.3.1 5.3.1 主从触发

23、器的电路结构与动作特点主从触发器的电路结构与动作特点1DC1QQDCP2.2.工作原理工作原理（1）CP=0，CP=1的情况的情况0011导通导通截止截止D01截止截止导通导通01DQn+1=Qn (保持保持)TGCCTGCC111TGCC1TGCCDQQQQ主锁存器主锁存器从锁存器从锁存器5.3.1 5.3.1 主从触发器的电路结构与动作特点主从触发器的电路结构与动作特点1.1.电路结构及特点电路结构及特点1DC1QQDCP2.2.工作原理工作原理（2）CP=0 1（CP ） 时的情况时的情况截止截止导通导通保持保持D导通导通截止截止Qn+1=D是是CP上上升沿之升沿之前瞬间前瞬间的的DTG

24、CCTGCC111TGCC1TGCCDQQQQ主锁存器主锁存器从锁存器从锁存器5.3.1 5.3.1 主从触发器的电路结构与动作特点主从触发器的电路结构与动作特点1.1.电路结构及特点电路结构及特点1DC1QQDCP2.2.工作原理工作原理（3）CP=1时的情况时的情况截止截止导通导通导通导通截止截止DQn+1=Qn(保持保持)TGCCTGCC111TGCC1TGCCDQQQQ主锁存器主锁存器从锁存器从锁存器5.3.1 5.3.1 主从触发器的电路结构与动作特点主从触发器的电路结构与动作特点1.1.电路结构及特点电路结构及特点1DC1QQDCP2.2.工作原理工作原理（4）CP=1 0 时的情

25、况时的情况截止截止导通导通Qn+1=Qn(保持保持) 结论：结论： 触发器输出状态的转换仅仅发生在触发器输出状态的转换仅仅发生在CP的上升沿，的上升沿，而且触发器所保存下来的状态仅仅取决于而且触发器所保存下来的状态仅仅取决于CP上升沿到上升沿到达瞬间的输入状态。其它时段触发器保持原态。达瞬间的输入状态。其它时段触发器保持原态。 在在CP=0或或CP=1期间及期间及CP下降沿瞬间，输入下降沿瞬间，输入D的的变化不会对输出产生影响。变化不会对输出产生影响。CPDQ=D保持保持3.D3.D边沿触发器特性表边沿触发器特性表触发器的初态（或原态）触发器的初态（或原态）Qn：在新的输入信号加入之前触发器的

26、状态。在新的输入信号加入之前触发器的状态。触发器的次态（或现态）触发器的次态（或现态）Qn+1：在新的输入信号加入之后触发器的状态。在新的输入信号加入之后触发器的状态。CPQnQn+1Qn+1=f( Qn,D )输入栏输入栏输出栏输出栏 在在CP脉冲作用下，输入信号脉冲作用下，输入信号D、触发器初态、触发器初态Qn和触发器次态和触发器次态Qn+1之间关系的表。之间关系的表。根据上面的分析得出根据上面的分析得出D触发器的特性表触发器的特性表CP D QnQn+1Qn0 00 11 01 10011D、QnQn+11nQDCP特性方程：特性方程： 用来描述在用来描述在CP脉冲作用下触发器次态与输入

27、信脉冲作用下触发器次态与输入信号、初态之间关系的方程号、初态之间关系的方程D D边沿触发器的形象比喻：边沿触发器的形象比喻：数码相机：数码相机：(D触发器触发器)快门快门CP上升沿上升沿快门按下瞬间快门按下瞬间CP脉冲脉冲被照相的人被照相的人输入信号输入信号D被照的相被照的相触发器次态触发器次态Qn+1DQn+1=D4.4.集成集成D D边沿触发器边沿触发器SD:直接置位端，低电平有效直接置位端，低电平有效RD:直接复位端，低电平有效直接复位端，低电平有效01101010集成双集成双D D触发器触发器74HC7474HC74(1) 国际符号国际符号状态输出状态输出直接置位端直接置位端:低电平有

28、效低电平有效直接复位端直接复位端:低电平有效低电平有效CP上升沿触发上升沿触发(刷新刷新)(2) 功能表功能表 输输 入入 输输 出出 SD RD CP D Q Q011001011 100 11 111 0上升沿之前瞬间上升沿之前瞬间D的状态的状态上升沿之后瞬间上升沿之后瞬间Q的状态的状态5.3.2 5.3.2 维持阻塞维持阻塞D D触发器（自学）触发器（自学）1. 1. 工作原理工作原理(1). CP=0011保持原态保持原态DDDD(2). CP=0 11DD当当D=0时时Q=0当当D=1时时Q=1即即:Q=D(3). CP=11100101101置置1维持线维持线01阻塞了阻塞了Q3=

29、0置置0阻塞线阻塞线置置1维持线维持线置置0阻塞线阻塞线01001若若CP 瞬间使瞬间使Q=0 既阻塞了既阻塞了D=1信号进入触发器信号进入触发器,又在又在Q3和和Q2的共的共同作用下将同作用下将Q3维持为维持为0置置1阻塞阻塞置置0维持线维持线若若CP 瞬间使瞬间使Q=1此时若此时若D=0,Q4=1但因但因因这三条控制线的共因这三条控制线的共同作用使触发器在同作用使触发器在CP=1期间，期间，Qn+1=Qn2. 2. 典型集成典型集成D D触发器触发器74LS7474LS74直接置位端直接置位端低电平有效低电平有效001直接复位端直接复位端低电平有效低电平有效001111101.1.电路结构

30、电路结构: :1J1KJKCPQQ5.3.3 5.3.3 利用传输延迟时间的边沿利用传输延迟时间的边沿JKJK触发器触发器下降沿触发下降沿触发2.2.工作原理工作原理(1).CP=0011输入信号被封锁输入信号被封锁触发器保持态触发器保持态Qn+1=Qn00(2).CP=0 11S=JQn=QnQn+1=Qn+JQnQn触发器保持触发器保持:Qn+1=Qn（3）同样在）同样在CP=1时时:Qn+1=Qn5.3.3 5.3.3 利用传输延迟时间的边沿利用传输延迟时间的边沿JKJK触发器触发器1.1.电路结构电路结构: :2.2.工作原理工作原理(4).CP=1 0G12、G22门的门的传输时间快

31、而传输时间快而G3、G4门的传门的传输时间慢输时间慢:G12、G22门首门首先被封锁先被封锁.制作要求制作要求:快快快快慢慢慢慢00此瞬间此瞬间S、R仍保持仍保持CP=1时的状态：时的状态：S=JQnR=KQn&RSG1G2QQJ K Qn S R Qn+10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1111111001111110001001110卡诺图卡诺图JKQn00 01 11 10 0101001110Qn+1 = JQn + KQnCPJKJK触发器的特性方程触发器的特性方程3.3.集成集成JKJK触发器触发器74F11274F112JK触

32、发器真值表触发器真值表011输输 入入 输输 出出SD RD CP J K Qn+1 Qn+1001011 10 00 11 01 1QnQn保持保持01复位复位1 0置位置位QnQn翻转翻转=JQn+KQn CPQn+1触发器按逻辑功能分类触发器按逻辑功能分类按逻辑功能按逻辑功能RS触发器触发器JK触发器触发器T触发器触发器D触发器触发器T触发器触发器5.4 5.4 触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的逻辑功能及其描述方法( (重点重点) )1.定义定义 在在CP脉冲作用下，根据输入信号脉冲作用下，根据输入信号D的情况不的情况不同，凡是具有置位、复位功能的逻辑电路。同，凡是具有置位、复位功能

33、的逻辑电路。2.特性表特性表0 00 1 01 1 1D QnQn+10011置置0 Qn+1=0置置1 Qn+1=1 用来描述触发器的次态用来描述触发器的次态与输入信号、初态之间在时与输入信号、初态之间在时间上的逻辑关系的真值表。间上的逻辑关系的真值表。5.4.1 D5.4.1 D触发器触发器3. 状态转换图状态转换图01D=1D=0D=1D=0 4. D触发器的符号触发器的符号5. D触发器的特性方程触发器的特性方程1nQDCP 用来描述触发器的状态进行转换时，输入信号用来描述触发器的状态进行转换时，输入信号及初态的变化情况的图。及初态的变化情况的图。5.4.1 D5.4.1 D触发器触发

34、器06. D触发器的时序图触发器的时序图5.4.1 D5.4.1 D触发器触发器1.定义定义 在在CP脉冲作用下，根据输入信号脉冲作用下，根据输入信号J、K情况不同，情况不同，凡是具有凡是具有置位置位、复位复位、保持保持及及翻转翻转功能的逻辑电路。功能的逻辑电路。5.4.2 JK5.4.2 JK触发器触发器2.特性表特性表 J K Qn Qn+1 说明说明0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1010011保持保持Qn+1=Qn置置0 Qn+1=0置置1 Qn+1=110翻转翻转Qn+1=Qn3. 状态转换图状态转换图01J=1K=*J=*K=1J=*K

35、=0J=0K=*5.4.2 JK5.4.2 JK触发器触发器4. 卡诺图及特性方程卡诺图及特性方程JQn KQn 1nnnQJQKQCP0001101101001101保持保持置置0翻转翻转 置置110QnJKQn+15.4.2 JK5.4.2 JK触发器触发器5. JK触发器的符号触发器的符号1nnnQJQKQCP1nnnQJQKQCP5.4.2 JK5.4.2 JK触发器触发器JK01111011001006. JK触发器的时序图触发器的时序图1nnnQJQKQCP5.4.2 JK5.4.2 JK触发器触发器01001111101116. JK触发器的时序图触发器的时序图1nnnQJQKQ

36、CP5.4.2 JK5.4.2 JK触发器触发器5.4.3 T5.4.3 T触发器触发器1.定义定义 在在CP脉冲作用下，根据输入信号脉冲作用下，根据输入信号T情况的不同，情况的不同，凡是具有保持及翻转功能的逻辑电路。凡是具有保持及翻转功能的逻辑电路。2.特性表特性表0 00 1 01 1 1T QnQn+10110保持保持 Qn+1= Qn翻转翻转 Qn+1= Qn1nnnnQTQTQTQCP3. 特性方程特性方程01T=1T=1T=0T=0 3. 状态转换图状态转换图4.T触发器的符号触发器的符号5.4.3 T5.4.3 T触发器触发器5. T触发器的时序图触发器的时序图5.4.3 T5.

37、4.3 T触发器触发器1.定义定义在在CP脉冲作用下，只具有翻转功能的逻辑电路。脉冲作用下，只具有翻转功能的逻辑电路。2.特性表和状态转换图特性表和状态转换图01T=1T=111nnnnQTQQQCP 5.4.4 T5.4.4 T触发器触发器T=13.特性方程特性方程4. JK触发器的时序图触发器的时序图5.4.4 T5.4.4 T触发器触发器1.定义定义 在在CP脉冲作用下，根据输入信号脉冲作用下，根据输入信号R、S的情的情况不同，凡是具有置位、复位、保持功能并且输况不同，凡是具有置位、复位、保持功能并且输入信号受一定约束关系的逻辑电路。入信号受一定约束关系的逻辑电路。2. RS触发器的符号

38、触发器的符号QQRdSRCPSdQQSRCPSdRd5.4.5 RS5.4.5 RS触发器触发器Qn R S Qn+1 说明说明0 0 01 0 00 0 11 0 10 1 01 1 00 1 11 1 1011100非法非法保持保持Qn+1=Qn置置1 Qn+1=1置置0 Qn+1=03. RS触发器的特性表触发器的特性表5.4.5 RS5.4.5 RS触发器触发器4.4.状态转换图状态转换图01S=1R=0S=0R=1S=*R=0S=0R=*5.4.5 RS5.4.5 RS触发器触发器5.卡诺图和状态方程卡诺图和状态方程00011011QnRS01110001保持保持置位置位非法非法 复

39、位复位S RQn 0_1RSQRSQnn6.RS触发器的时序图触发器的时序图QQRdSRCPSd不不确确定定Q05.4.5 RS5.4.5 RS触发器触发器D触发器应用举例触发器应用举例: (1) 用用D触发器触发器 将一个时钟进行将一个时钟进行2分频分频.DCPQQCPCPQQ01RD、SD不用时不用时,甩空甩空或通过或通过4.7k 的电的电阻吊高电平阻吊高电平频率频率FQ = FCP/2D触发器功能触发器功能CP 时，时，Q=D(2) 用用2个个2分频器级联组成一个分频器级联组成一个4分频器分频器DCPQQDCPQQCP1Q2Q1Q0CPCP22Q0F2Q =F1Q /2 = FCP/4(

40、3) 集成集成4D触发器触发器74LS175特点特点: 一个集成电路中有一个集成电路中有4个个D触发器触发器, 时钟时钟CP公共公共, 清清0端端RD公共公共RDQQRDQQRDQQRDQQCP1D2D3D4DRD2Q1Q3Q4Q1Q2Q3Q4QVcc(+5V)GND集成集成4D触发器触发器74LS175的应用举例的应用举例抢答电路抢答电路1Q 1Q 2Q 2Q 3Q 3Q 4Q 4QVccGND1D 2D 3D 4D CPR500 4+5V111&1+5V4.7k 风鸣器风鸣器CP1kHz主持人清主持人清0甲甲乙丙丁74LS175参赛人参赛人抢答按键抢答按键1清零清零1Q 1Q 2Q

41、 2Q 3Q 3Q 4Q 4QVccGND1D 2D 3D 4D CPR500 4+5V111&1+5V4.7k 风鸣器风鸣器CP1kHz主持人清主持人清0甲甲乙丙丁74LS175参赛人参赛人抢答按键抢答按键10000灯熄灭灯熄灭1100三极管截止，风鸣器无声，三极管截止，风鸣器无声，CP有效有效1Q 1Q 2Q 2Q 3Q 3Q 4Q 4QVccGND1D 2D 3D 4D CPR500 4+5V111&1+5V4.7k 风鸣器风鸣器CP1kHz主持人清主持人清0甲甲乙丙丁74LS175参赛人参赛人抢答按键抢答按键1若有抢答信号，如甲先抢答若有抢答信号，如甲先抢答011110

42、001000甲灯亮，同时甲灯亮，同时CP有效，风鸣器有声，其它按扭无效有效，风鸣器有声，其它按扭无效01即使松开抢答开关即使松开抢答开关,甲灯仍亮且其它按扭也无效甲灯仍亮且其它按扭也无效第十五讲第十五讲及小测验及小测验5.4.6 5.4.6 触发器间的相互转换触发器间的相互转换 转换原理转换原理A=f(X、Y、Q)B=f(X、Y、Q) 已有已有触发器触发器转换转换电路电路QQXYAB JK触发器是一种全功能电路，只要稍加改动触发器是一种全功能电路，只要稍加改动就能替代就能替代D触发器及其他类型触发器。触发器及其他类型触发器。确定：确定：J=f(D),K=f(D)D触发器的特征方程触发器的特征方

43、程 Qn+1=DJK触发器的特征方程触发器的特征方程 Qn+1=JQn+KQn 已有已有触发器触发器转换转换电路电路QQDJK 可见，如果将可见，如果将JK触发器中的触发器中的J端连到端连到D，K端端连到连到D， JK触发器就变成了触发器就变成了D触发器。触发器。QQ1J1K 1DCPDCPQQ1DC1C1 1. JK触发器转换为触发器转换为D触发器触发器 比较可知，如果令比较可知，如果令JK触发器中的触发器中的J=D， K=D， 则则JK触发器的特征方程将变为触发器的特征方程将变为 DQQDDQQDQnnnnn)(1JK触发器的特征方程触发器的特征方程 Qn+1=JQn+KQnT触发器的特征

44、方程触发器的特征方程n n+ +1 1n nn nn nQ Q= = T TQ Q = = T TQ Q + + T TQ Q 已有已有触发器触发器转换转换电路电路QQTJK 比较可知，只要令比较可知，只要令JK触发器中的触发器中的J=T， K=T， 则则JK触发器的特征方程将变为触发器的特征方程将变为 n nn n+ +1 1n nn nQ Q= = T TQ Q + +Q Q = = T TQ QT T2. JK触发器转换为触发器转换为T触发器触发器 已有已有触发器触发器转换转换电路电路QQJKDJK触发器的特征方程触发器的特征方程 Qn+1=JQn+KQnD触发器的特征方程触发器的特征方程 Qn+1=D nnQKQJD比较可知，只要令比较可知，只要令QQ1D&1CPKJ1C13. D触发器转换为触发器转换为JK触发器触发器 已有已有触发器触发器转换转换电路电路QQTDD触发器的特征方程触发器