自动化电子线路触发器

第四章触发器 4.1概述 4.2RS触发器 4.3JK触发器 4.4D触发器、其他触发器 4.5触发器的相互转换EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.1概概述能够存储储1位二二进制型型号的基基本电路路单元称称为触发发器按功能分分类RS触发器JK触发器D触发器T触发器T’触发器按结构分分类基本RS触发器同步RS触发器主从RS/JK触发器边沿触发发器触发器是是构成时时序逻辑辑电路的的基本逻逻辑部件件。它有两个个稳定的的状态：：0状态和1状态；在不同的的输入情情况下，，它可以以被置成成0状态或1状态；当输入信信号消失失后，所所置成的的状态能能够保持持不变。。EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET由于存在在记忆（（存储）），触发发器的输输出（状状态）具具有时间间性，我我们把分分析问题题时立足足点的输输出状态态称为现态，而把下下一个时时间点时时的输出出状态称称为次态。tABCDEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.2RS触触发器开始基本RS同步RS主从RS实例电路结构工作原理特性表次态卡诺图波形图状态转换图动作特点符号说明立即置数与复位EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET.1基基本RSQ和Q是是触发器器的输出出端触发器的的0状态态触发器的的1状态态假设现在在的触发发器状态态为0状状态(现现态)1)当RD=0,SD=1时时,将得得到一个个新的触触发器状状态(次次态)1状态一.基本RS触发器电电路结构构与工作作原理EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET实际上,,无论现现态是0状态还还是1状状态,只只要RD=1,SD=0,次次态就是是0状态态;RD=0,SD=1,次次态就是是1状态态。所以以,RD叫做复位位输入端端,也叫叫置0端端，SD叫做置位位输入端端,也叫叫置1端端。例如现态态为0状状态,且且RD=1SD=0时，，次态仍仍为0状状态。显然,现态和次次态相同同,也就是状状态没有有改变为了区分分现态和和次态,规定:2)接着着,当RD=1,SD=0时,,也将得得到一个个新的状状态(次次态)0状态表示现态态表示次态态此例中保持不变变EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET3)RD=SD=0时,,不管现现态是0状态还还是1状状态,次次态都保保持原状状,即::4)当当RD=SD=1时,,不管现现态是0状态或或是1状状态,输输出为::非法状态态因此RD=SD=1是是不允许输输入的信号,,即有输输入约束束条件::RDSD=0总结得到到基本RS触发发器的真真值表::状态变量量（输入入）状态输出出设：EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NETRDSD说明0000不变0011不变0101同SD0111同SD1000同SD1010同SD110不定非法111不定非法基本RS触发器器的特性性表RDSD说明000不定非法001不定非法0100同SD0110同SD1001同SD1011同SD1100不变1111不变与非门组组成的基基本RS触发器器的特性性表与非门组组成的基基本RS触发器EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET次态卡诺诺图X11X10001111001QnRDSDQn+1次态方程程约束条件件考虑约束条件时：EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二.基基本RS触发器器的动作作特点RD和SD是直接加加在输出出门上,,在输入入信号的的作用时时间内,,都能直直接改变变输出状状态。例如,输输入信号号如图,,看看输输出信号号情况::SDRDQQEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET.2同同步RS触发器器CP是同同步信号号，叫做做时钟脉脉冲信号号，简称称时钟信信号或时时钟。当CP==0时，，两个输输入与门门被封锁锁，触发发器的状状态不变变；当CP==1时，，两个输输入与门门被打开开，触发发器的状状态由RS决定定。当第一个个CP==1时决决定的触触发器状状态，只只有到下下一个CP=1到来时时才有可可能改变变一电路路结构EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET例如输入入信号如如图CPSRQQ同步RS触发器器的特性性表RS说明0000不变0011不变0101同S0111同S1000同S1010同S110不定非法111不定非法CP111111110XX不变X约束条件件：RS=0EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET带异步置置位、复复位端的的同步RS触发器（a）电路结结构（（b）图形符符号注意图形形符号显然，RDSD都不受同步信号的控制所以，称SDRD为异步置位复位端。当SD或RD有效时（输入低电平）输出立即被置位或复位。RDSD不能同时有效。为了设置触发器的初态，有时还增加两个输入信号：SD和RD，如图EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二同同步RS的动作作特点时钟电平平控制。。当CP==0时,,触发器器的状态态不受RS的直直接控制制,RS的变变化不能能改变触触发器的的输出状状态;当当CP==1时,,RS的的变化直直接影响响Q,且且RS变变化多少少次,Q相应地地变化多多少次。。即：多多次变化化现象..R、S之间有约约束。不不能允许许出现R和S同时为1的情况况，否则则会使触触发器处处于不确确定的状状态。CPQRSCP=0时最后留留下的状状态是由由最后一一个不等等于00的RS决定EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET.3主主从触发发器———RS、、JK一主从从RS触触发器的的结构及及工作原原理EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1）当CP==1，主主触发器器打开，，从触发发器被封封锁主触发器器输出由由RS决决定从触发器器输出保保持原状状整个触发发器的输输出状态态保持不不变2）当CP从从1变变到0的的时刻，，主触发发器被封封锁，从从触发器器被打开开,主主触发器器的输出出保持了了CP=1时时由RS决决定的的最后状状态，且且在整个个CP=0期间间主触发发器的输输出保持持不变；；从触发发器的输输出由主主触发器器的输出出决定，，则从触触发器的的输出在在整个个CP=0期期间保保持不变变。所以，整个触发发器的输输出变化化只发生生在CP信号的的下降沿沿下降沿时钟CPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET主从RS触发器器的特性性表CPSRQ’QQ’QCPSR说明X不变X00不0011变00000110同0101S1011100不定非111不定法11CP回到到低电平平后输出出状态不不定波形图（（时序图图）EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1主从RS触发器采采用主从从控制结结构，从从根本上上解决了了输入信信号直接接控制的的问题，，具有CP＝1期间接收收输入信信号，CP下降沿到到来时触触发翻转转的特点点（下降降沿触发发）。但但其主触触发器存存在多次次翻转现现象。而而使触发发器““空翻”2仍然存在在着约束束问题，，即在CP＝1期间，输输入信号号R和S不能同时时为1。二、主从从RS触发器动动作特点点CPRSQ下降沿到到来后的的状态由由CP=1时最后一一个不为为00的RS决定EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.3JK触触发器开始主从JK边沿JK电路结构工作原理特性表次态卡诺图波形图状态转换图动作特点符号说明一次变换问题例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET三、从RS到JK触发器&&&&Q'Q'&&&&QQ1SCPRJK主从JK触发器器EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1）J=1，K=0，若现态态为0，则：CP=1时主触发发器置1，到CP=0时从触发发器也置置1，J=1，K=0，若现态态为1，则：CP=1时主触发发器不变变，到CP=0时从触发发器也不不变所以以，J=1，K=0时触发器器置1，即：2）J==0，K=1时时，触触发器置置0，，即：四、主主从JK触发器工工作原理理3）J==K=0时，，触发器器保持原原状不变变，即：：4）J==K=1时，，如：则：CP=1时主触发发器置1，CP=0时从触发发器也置置1即：同理，如如：触发器置置0所以，J=K==1时触发器器翻转，，即：EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET主从JK触发器器的符号号主从JK触发器器的特性性表CPJK说明X不变X00不0011变00000110同0101J10111001翻1110转11次态卡诺诺图JK00011101111011特性方程程EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET五主从从触发器器的动作作特点1.触发发器的动动作分成成两步,,一步是是CP==1,主主触发器器接受输输入(S.R或或J.K)被置置成响应应的状态态;一步步是CP下降沿沿到来时时,从触触发器根根据主触触发器的的状态翻翻转。2.因主主从触发发器都是是同步RS触发发器,在在CP==1期间间输入信信号都将将对主触触发器起起控制作作用。因因此会导导致主从从触发器器的一次次变换现现象。已知CP，J，，K的的波形，，试确定定主从JK触发发器的输输出波形形。CPJKQQ例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET主从触发发器只有有在CP=1时时，输入入信号保保持不变变的情况况下，触触发器的的输出才才和特性性表一致致。CPJKQ’Q’QQEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.4D触发发器、其其他触发发器开始边沿DT/T’电路结构工作原理特性表次态卡诺图波形图状态转换图动作特点符号说明例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.边沿沿触发器器触发器的的状态仅仅取决于于CP的的上升沿沿或下降降沿到达达时的输输入信号号状态。。种类有：：维持阻塞塞触发器器CMOS传输门门边沿触触发器传输延迟迟边沿触触发器CMOS传输门门边沿触触发器结结构当CP==0时,,TG1导通,,TG2截止,,Q’==D,且且随D变变而变当CP==1时,,TG1截止,,TG2导通,,Q’由由于TG2的反反馈而被被保持,,同时TG3也也导通则Q==Q’EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET严格遵守守：沿前的输输入决定定沿后的的输出EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NETD触发器器的特性性表CPD说明X不变XX0同0X1D1试确定D触发器器的输出出波形CPDQ例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.3触触发器器的逻辑辑功能及及描述方方法1.RS触发发器

SR说明00不0011变00000110同0101S1011100不定非111不定法11从特性表表得到::约束条件件:SR0001110x11x1011特性方程程:EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET状态转换换图:2.JK触发发器01S=1R=0S=0R=1S=XR=0S=0R=XJK说明00不0011变00000110同0101J10111001翻1110转11EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET用卡诺图图表示::表示成状状态图::JK00011101111011得特性方方程:01J=1K=xJ=xK=1J=XK=0J=0K=XEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET3.D触发器器得特性方方程:D说明X0同0X1D1用卡诺图图表示:D010111用状态转转换图表表示:01D=1D=0D=1D=0EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.T触发器器状态图:T触发器器的特性性表:T说明00不011变001翻110转1状态方程程:01T=1T=1T=0T=0电路符号号:1N

C1

EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.5触触发器器的相互互转换开始原理D到JKJK到DD到其他JK到其他次态方程例例例EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET4.4触触发器器功能的的相互转转换在实际的的使用过过程中,,经常需需要把一一种触发发器转换换成另一一种触发发器,转转换方法法如下::现有触发发器QQ新触发器器的输入入转换电路路EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET1.D触发器到到其他触触发器的的转换一.从从D到JK的转转换已知D触触发器的的逻辑功功能:从而可以以转换电电路:且JK触发器的的逻辑功功能:由转换方方法知,新的JK触发器的的次态就就是原有有D触发器的的次态.所以:&1&&KJQQD转换电路路EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NETD触发器转转换成JK触发器的的电路图图&&&KJQQD1D

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CPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二.从D到RSRS的逻逻辑功能能是:即有:则转换图图CP&&RSQQD1D

C1

EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET三.从D到T,T’’T触发器器的特性性方程::显然有::所以,转转换图::&&&TQQD1D

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CPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET2.从JK触发器到到其他触触发器的的转换一.从JK到D已知JK触发器器的特性性方程为为:对照等式式两边有有:D触发器器的特性性方程::所以变形:从而得到到转换电电路:1JC11KDCPEvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Presentationfor.NET二.从JK到T,T’’由T触发发器的特特性方程程因为当T=1时时,T触触发器就就是T’’触发器器,所以以转换成成T’触触发器的的电路为为:对照JK触发器器的特性性方程,,显然有有:所以,T触发器器的转换换电路图图为:1JC11KTCP1JC11K1CPEvaluationWa