不同类型触发器间的转换课件

1、第4章 触发器 4.1 基本RS触发器 4.2 同步触发器 4.3 主从触发器 4.4 边沿触发器4.5不同类型触发器间的转换第4章 触发器 触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。它是一种具有记忆功能，能储存1位二进制信息的逻辑电路。触发器的特点：当输入信号撤消后，所置成的状态能够保持不变。1010具有两个稳定的状态，用来表示电路的两个逻辑状态；在输入信号作用下，可以被置成“0”态或“1”状态；1 我们把输入信号作用前的触发器状态称为现在状态(“现态”)，用Qn和Qn表示(或用Q和Q表示)；把在输入信号作用后触发器的状态称为下一状态(“次态”)，用Qn+1和Qn+1表示。现态和次态：“0”态和“

2、1”态：Q=0、Q=1的状态称“0”态， Q=1、Q=0的状态称“1”态。触发器分类： 1. 按电路结构（基本，同步，主从，边沿） 2. 按控制方式和逻辑功能（RS, JK, D, T） 3. 按存储数据的原理（静态，动态）一、电路结构和逻辑符号4.1 基本RS触发器由两个与非门的输入端、输出端交叉连接构成。(反馈)信号输入端，低电平有效。0110RD SDQn+10 101 011110RD SDQn+10 101 011 1保持101.状态转移真值表三、基本RS触发器的功能描述 将触发器的次态Qn+1与现态Qn，以及输入信号之间的逻辑关系用表格的形式表示出来，称为状态转移真值表，简称状态表

3、或真值表。基本RS触发器状态真值表RD SDQnQn+10 000 010 1000 1101 0011 0111 1001 111RD SDQn+10 0不定0 101 011 1Qn简化真值表记忆！次态Qn+1的卡诺图2.特征方程 描述触发器逻辑功能的函数表达式称为特征方程，又称状态方程或次态方程。 描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称为状态转移图，简称状态图。013.状态转移图（状态图）RD=SD=1RD=1SD=RD=0,SD=1RD=1,SD=0圆圈表状态箭头表转移方向标注表转移条件RDSDQQ置1置0置1置1置1保持不允许 工作波形图又称为时序图，是描述触发器的输出状态随时间

4、和输入信号变化的规律的图形。4.波形图用或非门组成的基本RS触发器(a)电路结构 (b)图形符号Qn+1RD SD功能Qn功能表 0 1置111011 0置000011 101不定0 0保持0101SD仍然称为置1输入端，但为高电平有效。RD仍然称为置0输入端，也为高电平有效。四 基本RS触发器（或非门构成）用或非门组成的基本RS触发器用与非门组成的基本RS触发器五、基本RS触发器的动作特点直接复位-置位 输入信号直接加在输出门上，因此，也把SD( )叫做直接置位端，把RD( )叫做直接复位端，并且把基本RS触发器叫做直接置位、复位触发器。存在约束条件RDSD4.2 同步（钟控）触发器1、电路

5、结构和逻辑符号 所谓同步触发器就是要求只有在同步信号到达时，触发器的状态才能发生变化。而这个同步信号叫做时钟信号（时钟脉冲），用CP表示。一、同步RS触发器3、功能描述特性表特征方程（CP1时）R SQn+10 0Qn0 111 001 1不定简化的状态真值表（CP1时）不变不变不变不变不变不变置1置0置1置0不变状态转移图（CP=1）波形图（设初态为0）01R=S=0R=0S=R=1,S=0R=0,S=1带异步置位、复位端的钟控RS触发器(a)逻辑电路 (b)逻辑符号将 D称为异步置位（置1）端，将 称为异步复位（置0）端。触发器在时钟信号控制下正常工作时应使 D和 处于高电平。4、带异步置

6、位、复位端的钟控RS触发器钟控RS触发器的特点时钟电平控制。在CP1期间接收输入信号，CP0时状态保持不变，与基本RS触发器相比，对触发器状态的转变增加了时间控制。R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。二、同步JK触发器CP=1期间有效将S=JQn、R=KQn代入同步RS触发器的特性方程，得同步JK触发器的特性方程：JK特征方程：不变不变不变不变置1置0翻转不变不变不变置1状态转移表01J=0K=J=K=0J=,K=1J=1,K=波形图（设初态为0）四、同步D触发器（D锁存器）CP=1期间有效将S=D、R=D代入同步RS触发器的特性方程，得同步D触

7、发器的特性方程：特征方程：状态真值表DQn+10011状态转移表01D=0D=1D=0D=1波形图同步触发器存在的问题空翻由于在CP=1期间，G3、G4门都是开着的，都能接收R、S信号，所以，如果在CP=1期间R、S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。 有效翻转 空翻集成同步D触发器CP1、2CP3、4POL1时，CP1有效，锁存的内容是CP下降沿时刻D的值；POL0时，CP0有效，锁存的内容是CP上升沿时刻D的值。4.3 主从触发器一、主从RS触发器提高可靠性，要求每个CP周期输出状态只能改变1次传输延迟工作原理电路特点主从

8、RS触发器解决了输入信号直接控制和空翻现象但RS触发器仍然存在着约束条件二、主从JK触发器JK特性表特性方程波形图与输入主从JK触发器的逻辑符号集成主从JK触发器低电平有效低电平有效CP下降沿触发主从JK触发器存在的问题一次翻转现象 所谓一次翻转现象是指在CP=1期间，主触发器接收了输入激励信号只发生一次翻转后，主触发器状态就一直保持不变， 它不再随输入激励信号J、K的变化而变化的现象。JK在CP=1期间Q=0，封锁G8门，使K的输入无效，只有J起作用，若J始终为，则Q保持不变，若J出现了又返回0,或多次出现，都会使Q翻转变为后不在变化011011010111主从JK触发器存在的问题一次翻转现

9、象JK在CP=1期间Q=，封锁G门，使J的输入无效，只有K起作用，若K始终为，则Q保持不变，若K出现了又返回0,或多次出现，都会使Q翻转变为0后不在变化1010111010001缺点：在CP1期间其状态能且只能变化一次，这种变化可以是J、K变化引起，也可以是干扰脉冲引起，因此其抗干扰能力尚需进一步提高。2.CP=1时，J、K输入信号发生了变化：若CP下降沿前Q=0，且CP=1期间J出现过高电平，则CP下降沿时Q变为1。 否则Q仍为0。 若CP下降沿前Q=1，且CP=1期间K出现过高电平，则CP下降沿时Q变为0。 否则Q仍为1。小结：主从JK触发器波形图的画法1.CP=1时，J、K输入信号没有发

10、生变化：输出状态Q由CP下降沿到来前一瞬间的J、K值按JK触发器的特征方程来决定。设初态Q=0 Q CP J K123练习:已知主从JK触发器中，CP、J、K的电压波形，初始状态Q0，画出Q的波形4.4 边沿触发器同时具备以下条件的触发器称为边沿触发器： 触发器仅在CP某一约定跳变沿到来时，才接收输入信号； 在CP=0或CP=1期间，输入信号的变化不会引起触发器输出状态变化。优点：不仅克服了空翻现象，而且大大提高了抗干扰能力。一、维持阻塞型边沿D触发器CP上升沿到来时红线使G3=0保持不变，叫置1维持线蓝线使G4=1保持不变，为置0阻塞线粉线使G4=0保持不变，为置0维持线绿线使G3=1保持不

11、变，是置1阻塞线工作原理如果不存在、这3根线，整个电路是一个同步D触发器加入、这3根线后，CP=0时输出不变， CP=1时红线使G3=0保持不变，蓝线使G4=1保持不变，粉线使G4=0保持不变，绿线使G3=1保持不变，因此，最终使Q的输出只在上升沿变化，其他时候维持不变红线称为置1维持线，蓝线称为置0阻塞线；粉线的作用是维持触发器0状态不变，称为置0维持线，绿线是置1阻塞线。具有异步置位、复位端和多输入 端的维持阻塞D触发器例题：置0置0置0置1置0置1二、边沿型JK触发器特性方程状态真值表例题：置0翻转置1置0翻转维持例：已知各触发器的初始状态皆为Q=0，试画出在CP信号连续作用下各触发器输

12、出端的电压波形。4.5 不同类型触发器之间的转换转换步骤：（1）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性方程一致。（3）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。（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。转换方法：利用已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。JK触发器D触发器写出D触发器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发器的特性方程一致：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图一、将JK触发器转换为D、T和T触发器T触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图JK触发器T触发器T 触发器

13、特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图变换T触发器的特性方程：JK触发器T触发器二、将D触发器转换为JK、T和T触发器D触发器JK触发器D触发器T触发器D触发器T触发器第4章 小结1触发器有两个基本性质：（1）在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（0或1状态）之一而保持不变；（2）在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。2描写触发器逻辑功能的方法主要有特性方程、状态真值表、状态转移图和波形图等。4.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型触发器。3.各种不同逻辑功能的触发器的特性方程为： RS触发器： JK触发器： D触发器： T触发器： T触发器：低电平有效基本RS触发器高电平有效基本RS触发器同步（钟控）RS触发器上升沿触发D触发器，低电平有效置1置0上升沿触发D触发器，高电平有效置1置0下降沿触发JK触发器，低电平有效置1置0主从型JK触发器，低电平有效置1置0主从型T触发器，低电平有效置1置0上升沿触发使能D触发器，高电平有效置1置0（本题共10分）试写出图2(a)中电路的次态函数(即Qn+1与现态和输入变量之间的函数式) (4分)；画出在图2(b)给定信号的作