数字电子技术第五章的PPT(徐丽香,第二版)

第5单元集成触发器

5.1概述

5．2集成触发器的基本形式

退出5.3各种功能的触发器

在计算机系统和数字电路系统中，要具有记忆功能的基本逻辑单元。能够记忆（存储）1位二值信号的基本单元统称为触发器（FlipFlop，简写FF）。5.1概述

触发器的模型图中A、B表示两个输入信号。对应不同逻辑功能的触发器有不同的名称，通常称为触发端。Q端状态作为触发器的输出状态

5．2集成触发器的基本形式

基本RS触发器又称直接复位—置位（ResetSet）触发器，是构成各种触发器的最基本单元。

（1）电路结构:5.2.1基本RS触发器1．用与非门组成的基本RS触发器（1）电路结构:由两个门电路交叉连接而成。置0端置1端低电平有效&&GGQQ12RDSDRDSD5．2集成触发器的基本形式

5.2.1基本RS触发器触发器有两个互补的输出端，QGGQSD00&&RD12当Q=1，=0时，称为触发器的1状态。当=1，Q=0时，称为触发器的0状态。011110置000011R称为置0输入端低电平有效Qn+1RDSD功能Qn功能表（2）工作原理&&GGQQ12SDQn+1RDSD功能Qn功能表01置00001触发器有两个互补的输出端，当Q=1，=0时，称为触发器的1状态。当=1，Q=0时，称为触发器的0状态。101000111置11101S称为置1输入端低电平有效RD&&GGQQ12RDSDQn+1RDSD功能Qn功能表01置00001触发器有两个互补的输出端，当Q=1，=0时，称为触发器的1状态。当=1，Q=0时，称为触发器的0状态。10置1110111111100001011保持&&GGQQ12RDSDQn+1RDSD功能Qn功能表01置00001触发器有两个互补的输出端当Q=1，=0时，称为触发器的1状态。当=1，Q=0时，称为触发器的0状态。10置1110111001111000011保持00不定××01这种输入状态会造成Q=Q=1，既不是0态也不是1态，而且若R=S=1同时变成R=S=0时无法预测Q的变化，所以这种输入组合应避免（3）．基本RS触发器的功能描述

触发器的主要描述方式与组合电路的逻辑功能描述相似。触发器特有的描述方法是状态转换图、激励方程、激励表等。

触发器与组合电路的逻辑功能描述比较组合电路触发器真值表状态转换真值表表达式特征方程波形图波形图（1）状态转换真值表（又称“状态表”）

触发器的次态不仅与触发信号有关,还与触发器的原来状态有关；将它们与次态的关系用表格的形式来描述，这种表格称为状态转换真值表（又称触发器的特性表）。基本RS触发器状态表说明00110100置011000111置111110101保持000001不定态应避免基本RS触发器状态简表

01置010置111保持00不定态（2）特性方程（又称状态方程）

基本RS触发器的特性方程：特性表和特性方程，全面地描述了触发器的逻辑功能。其中是基本RS触发器的约束条件，表示、不能同时为0。例5.1在基本RS触发器电路中，已知和的电压波形如图所示，试画出和端对应的电压波形。

RDSD基本RS触发器的特点总结：（1）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。（2）有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能。（3）R为复位输入端，S为置位输入端，可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。（4）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号只需要作用很短的一段时间，即“一触即发”。（4）集成基本RS触发器74LS279

输入端所标的小尖角相当于带圈的输入符号，为输入端低电平有效（5）基本RS触发器的应用

利用基本RS触发器的记忆作可以消除上述开关振动所产生的影响。用触发器输出的信号作为开关信号就不会导致误动作。

5.2.2触发器的各种触发方式的实现

触发脉冲CP的组成脉冲不同时刻触发的符号高电平低电平上升沿下降沿1．电平触发方式

电平触发方式：在CP=1或CP=0期间，输入信号可以控制输出信号。

（1）同步RS触发器只有在时钟控制CP端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能改变。这种触发器称为同步触发器。1．同步RS触发器的电路结构2．逻辑功能当CP＝0时，控制门G3、G4关闭，触发器的状态保持不变。当CP＝1时，G3、G4打开，其输出状态由R、S端的输入信号决定。同步RS触发器的状态转换分别由R、S和CP控制，其中，R、S控制状态转换的方向；CP控制状态转换的时刻。Qn+1RS功能Qn功能表0101输出状态同S状态11011010输出状态同S状态0001111101××不定0000保持01011001011013.波形图已知同步RS触发器的输入波形，画出输出波形图。2．边沿控制触发

电平触发在CP=1期间，只要输入信号状态变化，可能造成一个时钟周期内翻转两次或两次以上，以致逻辑动作混乱。利用只在控制信号的上升沿或下降沿那一时刻翻转的边沿触发器就可以解决这个问题。边沿触发又分为上升沿触发和下降沿触发。

在集成电路内部，通过电路的反馈控制就可以实现边沿触发。常用的电路形式有主从型和维持阻塞型。想一想：计算机系统中有哪些时钟？改变CPU的主频会有什么效果？

5.3各种功能的触发器RS触发器具有“置1”、“置0”和“保持”的功能。还有具有其他功能的触发器。

市面上触发器的类型除了RS触发器外，还有JK触发器、D触发器、T触发器和T’触发器，其中JK触发器的功能是最全面的，除具有“置1”、“置0”和“保持”功能外，还有“翻转”功能。掌握各种触发器的符号及功能是正确使用触发器的基础。5．3．1JK触发器

1．JK触发器的基本特性

JK触发器具有“置1”、“置0”、“保持”和“翻转”的功能。

JK触发器在脉冲下降沿到来时刻触发。

CP1KQ1JQC1JK触发器逻辑功能的几种表示方法(1）功能表：（2）特性方程：Qn+1JK功能QnJK触发器功能表0101输出状态同J状态00011010输出状态同J状态1101111101100000保持0101Qn+1=Qn（3）状态转换图00011011Qn→Qn+10×1××1×0JK

JK触发器的驱动表

图中圈内是Q的状态，箭头的起点对应的圈表示触发器的现态Qn，箭头指向的圈表示触发器的次态Qn+1。箭头旁边J、K表示获得箭头所示翻转所需的JK取值组合。

2．典型的JK触发器集成电路7473例5.3：设下降沿触发的JK触发的时钟脉冲和J、K信号的波形如图，画出输出端Q的波形。设触发器的初始状态为0。

3．JK触发器的波形分析

4.JK触发器连接成计数器

5.3.2T触发器和T’触发器将JK触发器的J和K相连作为T输入端就构成了T触发器。CPQ1J1KQC1TQQC11TT触发器特性方程：00011011T

Qn0110Qn+1功能

T触发器的功能表

Qn+1=QnQn+1=Qn

当T触发器的输入端为T=1时，称为T’触发器。T’触发器的特性方程：CPQQQC11T15.3.3D触发器

D触发器的特性方程为：Qn+1=Qn

1.D触发器的基本特性

D触发器具有“置1”、“置0”

和“保持”的功能。

Qn+10011D0101Qn0011输出状态同D状态功能D触发器的功能表RDC1S∧QSRQD1DRD——直接置0端，低电平有效；SD——直接置1端；低电平有效。RD和SD不受CP和D信号的影响，具有最高的优先级。2．波形分析

例5.4：画出上升沿翻转的D触发器的输出端Q的波形。解：在波形图时，应注意以下两点：（1）触发器的触发翻转发生在CP的上升沿。（2）判断触发器次态的依据是CP上升沿前一瞬间输入端D的状态。3．D触发器74175

4．D触发器的应用

（1）构成计数器

构成的4进制计数器。想一想:比较用JK触发器构成的4进制计数器和用D触发器构成的计数器，其连接方法主要差异是什么？

设触发器的初态为Q2Q1=01，其后输入数据发生变化，在脉冲的上升沿变为D2D1=11，使得存储的数据Q2Q1=11。

（2）构成寄存器

（3）抢答电路

实验本单元学习指导

触发器由于具有记忆存储作用，它可以将各种数字信息存储起来，供信息处理时使用，从而在数字系统中运用极为广泛。触发器的类型，从逻辑功能上区分，有RS触发器，D触发器，JK触发器，T触发器，T’触发器。从结构上区分，有：基本RS触发器，钟控触发器，主从触发器，边沿触发器。触发器的结构往往包含反馈结构，这一结构使得电路的输出不仅与当前的输入信号有关，而且与电路原来的输出状态有关。为表征不同时间段的相互影响，在触发器的分析过程中，通常会用到Qn来表示于某一状态，而用Qn+1来表示其下一种状态。本单元学习指导

触发器运用于数字电路中时，其工作通常要按一定的时钟频率进行，控制触发器工作频率的脉冲称为时钟脉冲。有时钟脉冲作控制信号的触发器可以通过时钟脉冲控制触发器的翻转时刻，常见的翻转时刻有CP=1或CP=0期间、上升沿或下降沿四种，翻转时刻可以从触发器逻辑符号中CP输入线的表示方法中了解。本单元学习指导

对一个触发器逻辑功能的分析，通常通过状态转换真值表、特征方程、状态转换图和工作波形几种形式。常用的几种触发器性能方程。

CP触发方式

各种触发器的特性方程、触发方式名称特性方程基本RS触发器同步RS触发器同步D触发器JK触发器D触发器T触发器T’触发器实验五

基本RS触发器的构成,抢答器和二—四分频电路

一、实验目的

1.熟悉并掌握RS触发器的构成，工作原理和功能测试方法。

2.学会正确使用触发器集成芯片。

二、实验仪器及材料

1.双踪示波器。

2.器件：

74LS00二输入端四与非门

1片

74LS1754D触发器

1片

74LS74双J—K触发器

1片

三、实验内容

1.基本RSFF功能测试

基本RS连接图