抢答器电路设计与装调

抢答器电路设计与装调第1页/共93页用RS触发器设计一个具有记忆功能的四人抢答器电路。情境要求任务1RS触发器的认知任务2JK、D、T、T’触发器的认知任务3抢答器电路仿真任务4抢答器电路制作与调试第2页/共93页情境目标了解

边沿触发方式的触发器构成RS触发器和同步触发器的结构熟悉RS、同步触发器的功能

各种边沿触发器的功能掌握触发器的脉冲工作特性与动作特点第3页/共93页情境介绍在组合逻辑电路设计的抢答器中，由于电路本身不具有记忆功能，抢答开关必须用手按住不动，指示灯才会点亮，若手松开指示灯就会熄灭，这种操作方式十分不便。在本情境中，通过引入基本RS触发器，很好的解决了这一问题。本学习情境详细介绍了各种触发器的基本结构和功能表示方法，触发器的电路原理、功能与电路特点是学习的主要内容。对触发器知识的学习有助于建立时序逻辑电路的基本概念，通过对项目任务的实践操作有助于提升对触发器功能的理性认识，这对于学习后面的时序逻辑电路有非常重要的基础性作用。第4页/共93页任务一RS触发器的认知抢答器功能1：任何一个选手按下抢答器时即有一个抢答信号输入，与之对应的指示灯点亮。此时再按其它任何一个抢答按钮均无效。此功能如何实现？信号锁存触发器子任务1基本RS触发器电路分析子任务2钟控RS触发器电路分析

第5页/共93页

什么是触发器？

能够储存一位二进制信息的单元电路称为触发器。

触发器与门电路的区别是什么？触发器是在门电路的基础上引入适当的反馈构成的。触发器与门电路的最在区别就是门电路的输出仅取决于它的现态输入，不具有记忆性；而触发器的输出不仅取决于它的现时输入，还与它现时输出有关，因此触发器具有记忆性。子任务一基本RS触发器电路分析第6页/共93页

一位触发器可以记忆和存储一位二进制信息“0”或“1”，因此是双稳态电路。在适当的触发信号作用下，触发器可以由一种稳态转变为另一种稳态，当触发信号消失后，触发器仍能保持触发后的状态不变。根据电路结构的不同，触发器可分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从型JK触发器、维持阻塞型D触发器、T和T'触发器等。第7页/共93页

基本RS触发器是任何结构复杂的触发器必须包含的一个最基础的组成单元，它可以由两个与非门或两个或非门交叉连接构成。例如由两个与非门构成的RS触发器：&QRSQ门1&门2正常情况下，两个输出端子应保持互非状态。一对互非的输入端子字母上面横杠表示低电平有效触发器的两个稳定状态：输出端Q=1时，触发器为1态；输出端Q=0时，触发器处0态。1.了解基本RS触发器的结构组成第8页/共93页2.基本RS触发器的工作原理分析&QRSQ门1&门20次态Qn+1=0,Qn+1=1

11110触发器现态Qn=1，R=0,S=1有0出1全1出00触发器现态Qn=0，R=0,S=1次态Qn+1=0,Qn+1=1

触发器触发后状态为0，置0功能！触发器状态不变，仍为置0功能！1归纳：基本RS触发器的两个与非门通过反馈线交叉组合在一起。只要两个输入端状态不同且输入端R=0，无论输出现态如何，次态总是为0，因此通常把R称作清零端。第9页/共93页&QRSQ门1&门21次态Qn+1=1,Qn+1=0

00011触发器现态Qn=0，R=1,S=0有0出1全1出01触发器现态Qn=1，R=1,S=0次态Qn+1=1,Qn+1=0

触发器触发后状态为1，置1功能！触发器状态不变，仍为置1功能！2归纳：只要基本RS触发器的两个输入端状态不同且输入端S=0处低电平有效态，无论输出现态如何，次态总是为1，因此通常把S称作置1端。第10页/共93页&QRSQ门1&门21次态Qn+1=0,Qn+1=1

10100触发器现态Qn=0，R=1,S=1全1出0有0出11触发器现态Qn=1，R=1,S=1次态Qn+1=1,Qn+1=0

触发器状态不变，保持功能！触发器状态不变，保持功能！3归纳：当基本RS触发器的两输入端状态相同均为1时，都处无效状态。输出不会发生改变，继续保持原来的状态。因此在两个输入端同时为高电平时触发器起保持功能。111全1出000有0出1第11页/共93页&QRSQ门1&门20次态Qn+1=1,Qn+1=1

0011触发器现态Qn=0，R=0,S=0有0出1

触发器的两个互非输出端出现相同的逻辑混乱情况，显然这是触发器正常工作条件下不允许发生的，因此必须加以防范。5归纳：当基本RS触发器的两输入状态相同均为0时，都处有效状态，此时互非输出无法正确选择指令而发生逻辑混乱。我们把两输入同时为0的状态称为禁止态，电路正常工作时不允许此情况发生。有0出1第12页/共93页

由基本RS触发器的工作原理分析可知，由于其输入信号是直接加在输出门上，所以输入信号在电平触发的全部作用时间里，都能直接改变输出端Q的状态。这就是基本RS触发器的动作特点。&QRSQ门1&门2清零端置1端基本RS触发器的动作特点第13页/共93页3.基本RS触发器逻辑功能的描述

触发器的逻辑功能通常可用特征方程、状态图、真值表和波形图进行描述。(1)特征方程S+R=1(约束条件)

由于基本RS触发器不允许输入同时为低电平，所以加一约束条件。Qn+1=S+R•

Qn(2)状态图01触发器的“0”态触发器的“1”态

状态图可直观反映出触发器状态转换条件与状态转换结果之间的关系，是时序逻辑电路分析中的重要工具之一。第14页/共93页(3)时序波形图

反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的线段图形称为时序波形图，它可直观地反映输出随输入及输出现态的变化情况。置0置1置1禁止保持置1置1QQ不定第15页/共93页(4)功能真值表

功能真值表以表格的形式反映了触发器从现态Qn向次态Qn+1转移的规律。这种方法很适合在时序逻辑电路的分析中使用。Qn+1000禁止态001禁止态0100“置0”0110“置0”1001“置1”1011“置1”1100

保持1111

保持基本RS触发器的逻辑电路图符号SRSRQQ国际流行图符号第16页/共93页4.基本RS触发器的应用

基本RS触发器在医学上常常被应用到一些过程控制的电路中，如通过一个脉冲来控制吸氧或输液控制装置的阀门启闭并保持到下一个脉冲到来。这种电路简单可靠，完全可以取代分立元件构成的双稳态电路。除此之外，基本RS触发器还可用于防抖动开关电路及计算机中随机存储器中。防抖动开关电路反跳反跳加入RS触发器后波形得到改善第17页/共93页能否写出两个或非门构成的基本RS触发器的逻辑功能及约束条件？

触发器和门电路有何联系和区别？在输出形式上有何不同？

由两个与非门构成的基本RS触发器，有几种功能？约束条件是什么？

检验学习结果

基本RS触发器通常有几种组成形式？最常用的组成形式是哪一种？

第18页/共93页基本RS触发器的功能真值表Qn+1000禁止态001禁止态0100“置0”0110“置0”1001“置1”1011“置1”1100

保持1111

保持任务一知识回顾基本RS触发器第19页/共93页

数字电路系统中，经常要求各位触发器的状态随时间按同一节奏改变，以便使整个系统能步调一致地协调工作，这种同步操作要求各位触发器受同一控制信号的作用，此控制信号可由一个发出固定频率脉冲的振荡器产生，它能像时钟一样准确地控制触发器的翻转时刻，因之称为时钟脉冲，记作CP。子任务二

钟控RS触发器电路分析什么是钟控？第20页/共93页门1和门2构成基本的RS触发器直接置“0”端直接置“1”端门3和门5构成RS引导触发器置“0”输入端高电平有效置“1”输入端高电平有效1.钟控触发器结构组成第21页/共93页

显然同步RS触发器受时钟脉冲控制触发，因此又称为钟控RS触发器。即钟控RS触发器的输出状态，不仅取决于输出现态及输入信号的变化，还受时钟脉冲CP的控制。CPQQCP端子称为时钟脉冲控制端。CP=0时无论输入端子R和S何种状态，触发器输出Q均保持原态不变；只有CP=1时，其输出状态才由R、S状态决定。&&门2门1SD&门3&门5RSRD

钟控RS触发器的逻辑图符号1SC11R

国际流行的逻辑图符号SCKRQQ第22页/共93页2.钟控RS触发器的工作原理CP当时钟脉冲CP=0时的情况：1

设触发器现态Qn=0，Qn=1。正常情况下，直接置0、置1端悬空为“1”。&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ00101门3和门5因CP=0而有0出111110门1有0出1101门2全1出0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，保持功能！第23页/共93页当时钟脉冲CP=0时的情况：1CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ0若触发器现态Qn=1，Qn=0时：1010门3和门5仍因CP=0而有0出11111门1全1出0010门2有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！归纳：当钟控RS触发器的时钟脉冲控制端状态为低电平“0”时，无论两输入状态或输出现态如何，触发器均保持原来的状态不变！换句话说：在CP=0期间钟控RS触发器不能被触发，因此状态无法改变，为保持功能。1第24页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：2CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ11010此时门3有0出11110门1全1出001触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！101门5全1出01)输入R=0，S=1时设触发器现态Qn=1，Qn=0门2有0出1第25页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：2CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ10101此时门3有0出11110门1全1出001门2有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态由0翻转为1，置1功能！归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1”时，电路被触发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时只要输入R=0、S=1，无论输出现态如何，钟控RS触发器均为置1功能。为此把S称为置1端，高电平有效。101门5全1出01)当输入R=0，S=1时设触发器现态Qn=0，Qn=1第26页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：2CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ11010此时门5有0出11101门2全1出010触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态由1改变为0，置0功能！110门3全1出03)当输入R=1，S=0时门1有0出1设触发器现态Qn=1，Qn=0第27页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：2归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1”时，电路被触发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时只要输入R=1、S=0，无论输出现态如何，钟控RS触发器均为置0功能。为此把R称为置0端，高电平有效。CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ10101此时门5有0出11101门2全1出010触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，仍为置0功能！110门3全1出05)当输入R=1，S=0时门1有0出1设触发器现态Qn=0，Qn=1第28页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：3CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ11010此时门5有0出11111门2有0出101触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！000门3也是有0出11)当输入R=0，S=0时门1全1出01设触发器现态Qn=1，Qn=0第29页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：3CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ10101此时门5有0出11111门2全1出010触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，保持功能！100门3也是有0出12)当输入R=0，S=0时门1有0出10归纳：当时钟脉冲控制端状态为“1”时，电路被触发。但是，当R和S均等于0为无效态时，则无论输出现态如何，输出次态均不发生改变，此时称触发器为保持功能。设触发器现态Qn=0，Qn=1第30页/共93页时钟脉冲CP=1时的情况：3CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ11010此时门5全1出01100门2有0出111触发器次态Qn+1=1，Qn+1=1

本该互非的两个输出端状态相同，出现了逻辑混乱，这显然在正常工作中视为禁止态！11门3也是全1出01)当输入R=1，S=1时门1也有0出1归纳：钟控RS触发器输入状态均为1时，都处有效状态，此时互非输出无法正确选择指令而发生逻辑混乱。我们把两输入同时为1的状态称为禁止态。设触发器现态Qn=1，Qn=0第31页/共93页在工作原理的分析过程中我们发现钟控RS触发器受时钟脉冲控制，只有控制信号有效时，其输出才能随着输入的变化而变化。因此钟控RS触发器的动作特点是：直接清零端直接置1端CP&&门2门1SDRD&门3&门5RSQQ

只有在时钟脉冲CP为“1”期间，电路输出Q的状态才能随着输入信号的变化而变化。直接清零端和直接置1端在钟控RS触发器正常工作时，应与高电平“1”相接。钟控RS触发器的动作特点第32页/共93页3.钟控RS触发器逻辑功能的描述(1)特征方程S·R=0(约束条件)

钟控RS触发器的两个输入端不允许同时为高电平，所以也要加上一个约束条件。Qn+1=S+R•

Qn(2)状态图01触发器的“0”态触发器的“1”态第33页/共93页(3)功能真值表

RSQnQn+10000

保持0011

保持0101“置1”0111“置1”1000“置0”1010“置0”110禁止态111禁止态第34页/共93页CPRSQ在时钟脉冲CP=1期间，设Qn=0CP=1期间引导门打开置1置0状态不变置1输出随输入发生多次翻转的现象称为空翻。空翻易造成触发器的可靠性降低，甚至无法判定触发器工作状态。(4)时序波形图置0状态不变置0保持置1状态不变其中CP=0期间引导门关闭第35页/共93页

显然，钟控的RS触发器只有在时钟脉冲CP=1期间才能触发而使状态发生改变，因此，钟控RS触发器属于电位触发方式。钟控RS触发器的国标图符号如下图所示：

采用电位触发方式的钟控RS触发器存在“空翻”问题。为确保数字系统的可靠工作，要求触发器在一个CP脉冲期间至多翻转一次，即不允许空翻现象的出现。为此，人们研制出了边沿触发方式的主从型JK触发器和维持阻塞型的D触发器等等。这些触发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地抑制了空翻现象。SC1RQQ小圆圈表示低电平有效S、R两输入端无小圆圈说明高电平有效说明：第36页/共93页钟控RS触发器的触发方式如何？你能根据电路图说出在CP=0期间触发器为何状态不变的道理吗？

钟控RS触发器两个输入端的有效态和两个与非门构成的基本RS触发器的有效态相同吗？区别在哪里？

何谓“空翻”？造成“空翻”的原因是什么？“空翻”和“不定”状态有何区别？如何有效地解决“空翻”问题？检验学习结果钟控RS触发器中的RD和SD在电路中起何作用？触发器正常工作时它们应如何处理？

第37页/共93页特性表Qn+1000禁止态001禁止态0100“置0”0110“置0”1001“置1”1011“置1”1100

保持1111

保持SRQQRDSDRDSD第38页/共93页

采用电位触发方式的钟控RS触发器存在“空翻”问题。为确保数字系统的可靠工作，要求触发器在一个CP脉冲期间至多翻转一次，即不允许空翻现象的出现。为此，人们研制出了边沿触发方式的主从型JK触发器和维持阻塞型的D触发器等等。这些触发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地抑制了空翻现象。1SC11RQQ同步RS触发器钟控RS触发器知识回顾

第39页/共93页任务二JK、D、T、T’触发器的认知JK触发器的系列品种较多，可分为两大类型：主从型和边沿型。早期生产的集成JK触发器大多数是主从型的，但由于主从型工作方式的JK触发器工作速度慢，容易受噪声干扰，尤其是要去CP=1的期间不允许J、K端的信号发生变化，否则会产生逻辑混乱。所以我国目前只保留有CT2072、CT1111两个品种的主从型JK触发器。随着工艺的发展，JK触发器大都采用边沿触发工作方式，其具有抗干扰能力强，速度快，对输入信号的时间配合要求不高等优点。子任务一JK触发器第40页/共93页1.主从JK触发器KJCPQ1Q1&&门6门5&门7&门8RDSDRDSD&&门2门1&门3&门4QQ1从触发器主触发器主从JK触发器的结构组成主从JK触发器的逻辑符号第41页/共93页2.边沿JK触发器边沿JK触发器的结构组成边沿JK触发器的逻辑符号第42页/共93页3.主从JK触发器的工作原理KJCPQ1Q1&&门6门5&门7&门8RDSDRDSD&&门2门1&门3&门4QQ1CP=1期间：11111110100010

从触发器因CP=0被封锁，输出状态保持不变。

主触发器由于CP=1被触发，其输出次态Q1n+1随着JK输入端的变化而改变。

设输出现态Q=1、J=1，K=0门8有0出10门6有0出111门5全1出00

主触发器把CP=1时的状态记忆下来，在CP下跳沿到来时作为输入状态送入从触发器中。1第43页/共93页KJCPQ1Q1&&门6门5&门7&门8RDSDRDSD&&门2门1&门3&门5QQ1CP下跳沿到来时：1111111010010

主触发器因CP=0被封锁，输出状态保持不变。

从触发器由于CP=1被触发，其输出次态Qn+1随着输入端的变化而改变。门2有0出1门1全1出01门3有0出10

显然JK触发器在CP下跳沿到来时输出状态发生改变，且此状态一直保持到下一个时钟脉冲下跳沿的到来。21001为什么在CP=0期间输出状态不变？第44页/共93页JK触发器的逻辑功能

显然边沿触发的主从型JK触发器有效地抑制了“空翻”现象。在时钟脉冲CP下降沿到来时，其输出、输入端子之间的对应关系为：①J＝0，K＝0时，触发器无论现态如何，次态Qn+1＝Qn，保持功能；②当J＝1，K＝0时，无论触发器现态如何，次态Qn+1＝1，置1功能；③当J＝0，K＝1时，无论触发器现态如何，次态Qn+1＝0；置0功能；④当J＝1，K＝1时，无论触发器现态如何，次态Qn+1＝Qn翻转功能。结论：JK不同时，输出次态总是随着J的变化而变化；JK均为0时，输出保持不变；JK均为1时，输出发生翻转。第45页/共93页①主从型JK触发器在CP为“1”期间，主触发器接收输入信号且被记忆下来，而从触发器被封锁不能动作；当CP下降沿到来时，从触发器被解除封锁，接收主触发器在CP为1期间记忆下来的状态作为控制信号，使从触发器的输出状态按照主触发器的状态发生变化；之后，由于主触发器在CP＝0期间被封锁状态不再发生变化，因此，从触发器也就保持了CP下降沿到来时的状态不再发生变化。即主从型JK触发器的输出状态变化发生在CP脉冲的下降沿。②主触发器本身是一个钟控的RS触发器，因此在CP＝1的全部期间都受输入信号的控制，即存在“空翻”现象。但是，只有下降沿到来前的主触发器状态，才是改变从触发器状态的控制信号，而下降沿到达时刻的主触发器状态不一定是从触发器的控制信号。JK触发器的动作特点第46页/共93页5.

JK触发器逻辑功能的描述(1)特征方程11，10(2)状态图01触发器的“0”态触发器的“1”态01，1100010010SRC11K1JRDSDCPKJQQJK触发器电路图符号此符号表示边沿触发加圈表示下降沿触发第47页/共93页(3)JK触发器功能真值表CPJKQnQn+1功能↓0000保持↓0011保持↓0100置“0”↓0110置“0”↓001置“1”↓1011置“1”↓101翻转↓1110翻转第48页/共93页置1置0翻转保持(4)JK触发器时序波形图

归纳JK触发器的特点：①边沿触发，即CP边沿到来时触发。②具有置0、置1、保持、翻转四种功能，能够有效地抑制空翻现象。③使用方便灵活，抗干扰能力极强，工作速度很高。第49页/共93页

实际应用中大多采用集成JK触发器。常用的集成芯片型号有下降沿触发的双JK触发器75LS112、上升沿触发的双JK触发器CC5027和共用置1、清0端的75LS276四JK触发器等。75LS112双JK触发器每片芯片包含两个具有复位、置位端的下降沿触发的JK触发器，通常用于缓冲触发器、计数器和移位寄存器电路中。

下图所示为其管脚排列图：

集成JK触发器第50页/共93页第51页/共93页第52页/共93页主从型JK触发器能够抑制“空翻”现象，具体表现能说出来吗？

主从型JK触发器的导引电路包括几个逻辑门？在什么情况下触发工作？何种情况下被封锁？属于哪种触发方式？JK触发器具有哪些逻辑功能？由JK触发器构成的T触发器有哪些功能？T＇触发器的功能呢？

检验学习结果

主从型JK触发器的基本触发电路包括几个逻辑门？在什么情况下触发工作？何种情况下被封锁？属于哪种触发方式？第53页/共93页子任务二D触发器1.D触发器的结构组成DCP&门6&门5RDSD&&门2门1&门3&门5QQ

图中门1~门5构成钟控RS触发器，门5和门6构成输入信号的导引门，D是输入信号端。直接置0和置1端正常工作时保持高电平。反馈线反馈线

维持阻塞D触发器利用电路内部反馈来实现边沿触发。011

当CP=0时，门3和门5的输出为1，使钟控RS触发器的状态维持不变。此时，门6的输出等于D，门5的输出等于D。DD第54页/共93页DCP&门6&门5RDSD&&门2门1&门3&门5QQ02.D触发器的工作原理

当CP上升沿到来时刻，门5、门6的输出进入门3和门5…

显然，D触发器的输出随着输入D的变化而变化，且在时钟脉冲上升沿到来时触发。111DD1DD当D=1时,全1出0；当D=0时，有0出1。D当D=1时,全1出0；当D=0时，有0出1。

由维持阻塞D触发器的逻辑电路可知，触发器的状态在CP上升沿到来时可以维持原来输入信号D的作用结果，而输入信号的变化在此时被有效地阻塞掉了。因此，D触发器又被人们习惯地称为维持-阻塞型D触发器。第55页/共93页D触发器的动作特点

维持阻塞D触发器的次态仅取决于CP信号上升沿到达前的一瞬间（这一时刻与上升沿到达时的间隔趋近于零但不等于零）输入的逻辑状态，而在这一瞬间之前和之后，输入的状态变化对输出不能够产生影响。显然，D触发器可以有效地抑制“空翻”，增强了触发器的抗干扰能力，提高了电路工作的可靠性。

第56页/共93页3.D触发器逻辑功能的描述①特征方程D=1②

状态图01触发器的“0”态触发器的“1”态D=0D=0D=1SRC1DRDSDCPDQQD触发器电路图符号不加圈表示上升沿触发第57页/共93页

维持阻塞型D触发器具有置“1”和置“0”功能，且输出随输入的变化只在时钟脉冲上升沿到来时触发。常用的集成D触发器有双D触发器75LS75、四D触发器75LS75和六D触发器75LS176等。下图所示为75LS75的管脚排列图：CPDQn+1功能↑00置0↑11置1D触发器的功能真值表4.集成D触发器第58页/共93页第59页/共93页第60页/共93页如何解释维持阻塞D触发器的“维持”和“阻塞”？

D触发器的基本结构组成分哪两大部分？为什么说D触发器可以有效地抑制“空翻”现象？

在逻辑图符号中，你是如何区别出某触发器是“电平”触发还是“边沿”触发的？又是如何判断某触发器输入端是高电平有效或是低电平有效的？

检验学习结果你能默写出D触发器的特征方程式和功能真值表吗？

第61页/共93页子任务三T触发器和T′触发器

把JK触发器的两输入端子J和K连在一起作为一个输入端子T时，即可构成一个T触发器。当T=1时，即J=K=1，触发器具有翻转功能；当T=0，即J=K=0，触发器具有保持功能。显然T触发器只具有保持和翻转两种功能。1.T触发器特性表逻辑符号第62页/共93页T触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图第63页/共93页状态图时序图第64页/共93页

让T触发器恒输入“1”时，显然只具有了一种功能—翻转，此时T触发器就变成了T‘触发器。T’触发器仅具有翻转一种功能。2.T'触发器特性表逻辑符号第65页/共93页T＇触发器特性方程：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：第66页/共93页状态图时序图第67页/共93页归纳：触发器是时序逻辑电路的基本单元。常用的有RS、JK和D触发器等。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，也可以构成具有不同功能的各种类型触发器。检验学习结果写出JK触发器、D触发器用T’触发器的特性方程。T触发器的逻辑功能有几种？分别是哪些功能？

第68页/共93页69★

根据是否受时钟控制分为

异步触发器

钟控触发器

基本RS触发器是构成各种触发器的基础。它的输出受输入信号直接控制，不能定时控制，常用作集成触发器的辅助输入端，用于直接置0或直接置1。

使用时须注意弄清它的有效电平，并满足约束条件。基本RS触发器同步触发器、主从触发器和边沿触发器小结

触发器逻辑功能描述方法：逻辑符号、特性表、驱动表、特性方程、状态转换图、波形图（时序图）第69页/共93页70电平触发器

边沿触发器

★

根据触发方式不同分为

例如主从触发器

第70页/共93页71不同触发方式的工作特点：

正电平触发式触发器的状态在CP=1期间翻转，在CP=0期间保持不变。电平触发式触发器的缺点是存在空翻现象，通常只能用于数据锁存。

主从触发器由分别工作在时钟脉冲CP不同时段的主触发器和从触发器构成，通常只能在CP下降沿时刻状态发生翻转，而在CP其它时刻保持状态不变。它虽然克服了空翻，但对输入信号仍有限制。

边沿触发器只能在CP上升沿(或下降沿)时刻接收输入信号，其状态只能在CP上升沿(或下降沿)时刻发生翻转。它应用范围广、可靠性高、抗干扰能力强。

分析触发器时应弄清楚触发器的功能、触发方式和触发沿(或触发电平)，并弄清楚异步输入端是否加上了有效电平。第71页/共93页72JK型转换为RS、D、T、T'型

1.JK型变换成RS型

将RS触发器的特性方程稍作变换

与JK触发器特性方程比较：∵RS触发器的约束条件RS=0转换图：JK触发器特性方程：Qn+1

=JQn+KQnJ=SK=SR∴

K=SR=SR+RS=R第72页/共93页732.JK型变换成D型

将D触发器的特性方程稍作变换

与JK触发器特性方程比较：转换图：J=DK=DQn+1

=JQn+KQnQn+1

=D=D(Qn+Qn)=DQn+DQn

可见触发器的逻辑功能可以通过外部接线加以转换，转换后逻辑功能改变，但触发方式不变。第73页/共93页743.JK型变换成T、T’型

T触发器特性方程：JK触发器特性方程：转换图：T’触发器特性方程：JK触发器特性方程：转换图：①

JK→T

②

JK→Tˊ有J=K=T有J=K=1Qn+1

=JQn+KQnQn+1

=JQn+KQnQn+1

=TQn+TQnQn+1

=Qn第74页/共93页75D型转换为RS、JK、T、T′型

1．D型转为RS型D触发器的特性方程为：

RS触发器的特性方程为：

转换图：Qn+1=S+RQnQn+1

=D

因此只要令D触发器的输入信号满足D=S+RQn

就可得到RS触发器了。第75页/共93页762.从D型转换成JK型

D触发器的特性方程为：

JK触发器特性方程：转换图：Qn+1

=DQn+1

=JQn+KQn因此只要令D触发器的输入信号满足D=JQn+

KQn

就可得到JK触发器了。第76页/共93页77Qn+1=D=JQn+KQnQQCPJC11DKC11D第77页/共93页783.从D转换到T、T′型的转换

T触发器的特性方程：

D触发器的特性方程：转换图：Qn+1=D=TQn+TQn=

T⊕Qn①

D→T

Qn+1

=DQn+1

=TQn+TQn1DC1第78页/共93页79Qn+1=DQn+1=Qn比较两式得：D=Qn

D触发器到Tˊ触发器的转换最简单，计数器电路中用得最多。

②

D→Tˊ转换图：

CPQ1DC1Q第79页/共93页认真复习，加强练习，巩固成果，学以致用！Goodbye!第80页/共93页任务三

抢答器电路设计与仿真任务要求：用四个开关、两74LS00二输入与非门、两个74LS20四输入与非门和灯泡模拟一个带总清零及抢答控制开关的三人抢答器。第81页/共93页1.启动Multisim10，单击电子仿真软件Multisim10基本界面元件工具条上的“PlaceTTL”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选择“74LS”，再在“Component”栏中选取二输入与非门“74LS00N”2只、四输入与非门“74LS20N”2只，如图所示，将它们放置在电子平台上。步骤第82页/共93页2.单击元件工具条“PlaceIndicator”按钮，在弹出的对话框中，在“Family”栏中选择“LAMP”，再在“Component”栏中选取“5V_1W”，如图所示，再单击对话框右上角的“OK”按钮，如图所示，将灯泡放置在电子平台上。第83页/共93页3.将其它元件调齐，并按仿真图连成仿真电路。4.开启仿真开关，将仿真结果记录在下表中，并分析仿真结果。第84页/共93页当J2~J4中任务一个开关被按下即有抢答信号输入，输入信号被RS触发器锁存，与之对应的指示灯被点亮。此时再按其它任