第四集成触发器PPT课件.ppt
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1、第四章第四章 集成触发器集成触发器学习要点学习要点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分类及电路结构和功能间的关系触发器分类及电路结构和功能间的关系 触发器逻辑功能描述触发器逻辑功能描述 不同触发器之间的相互转换不同触发器之间的相互转换1.5.1 概概 述述 触发器(触发器(Flip Flop,简写为,简写为FF)是具有记忆)是具有记忆功能的单元电路,由门电路构成,专门用来接收存功能的单元电路,由门电路构成,专门用来接收存储输出储输出0、1代码。代码。它有双稳、它有双稳、单稳态和无稳态触单稳态和无稳态触发器(多谐振荡器)等几种。本章所介绍的是双稳发器(多谐振荡器)等几种。
2、本章所介绍的是双稳态触发器态触发器,即其输出有两个稳定状态即其输出有两个稳定状态0、1。2.只有输入触发信号有效时,只有输入触发信号有效时,输出状态才有可能输出状态才有可能转换;否则,输出将保持不变。转换;否则,输出将保持不变。双稳态触发器按功能分为双稳态触发器按功能分为RS、JK、D、T和和T型触发器。型触发器。按结构分为基本、按结构分为基本、同步、主从、维持阻塞和边同步、主从、维持阻塞和边沿型触发器。沿型触发器。按触发工作方式分为上升沿、下降沿(边沿)按触发工作方式分为上升沿、下降沿(边沿)触发器和高电平、低电平(电平)触发器。触发器和高电平、低电平(电平)触发器。3.一、电路组成一、电路
3、组成一、电路组成一、电路组成 基本基本基本基本RSRS触发器是一种最简单的触发器,是构成各种触发器是一种最简单的触发器,是构成各种触发器是一种最简单的触发器,是构成各种触发器是一种最简单的触发器,是构成各种触发器的基础。它由两个与非门(或者或非门)的输入触发器的基础。它由两个与非门(或者或非门)的输入触发器的基础。它由两个与非门(或者或非门)的输入触发器的基础。它由两个与非门(或者或非门)的输入和输出交叉连接而成,如图和输出交叉连接而成,如图和输出交叉连接而成,如图和输出交叉连接而成,如图4.14.1所示,有两个输入端所示,有两个输入端所示,有两个输入端所示,有两个输入端R R和和和和S S(
4、又称触发信号端);(又称触发信号端);(又称触发信号端);(又称触发信号端);R R为复位端,当为复位端,当为复位端,当为复位端,当R R有效时,有效时,有效时,有效时,QQ变变变变为为为为0 0,故也称,故也称,故也称,故也称R R为置为置为置为置0 0端;端;端;端;S S为置位端,当为置位端,当为置位端,当为置位端,当S S有效时,有效时,有效时,有效时,QQ变变变变为为为为1 1,称,称,称,称S S为置为置为置为置“1”“1”端;还有两个互补输出端端;还有两个互补输出端端;还有两个互补输出端端;还有两个互补输出端QQ和和和和 Q Q:当当当当Q=1Q=1,Q=0Q=0;反之亦然反之亦
5、然反之亦然反之亦然5.2 基本基本RS触发触发4.图图5.1 基本基本RS触发器触发器(a)逻辑图逻辑图;(b)逻辑符号;逻辑符号;(c)逻辑符号逻辑符号!方框下面的两个小圆圈表示输入低电平有效!方框下面的两个小圆圈表示输入低电平有效!方框下面的两个小圆圈表示输入低电平有效!方框下面的两个小圆圈表示输入低电平有效5.二、功能分析二、功能分析二、功能分析二、功能分析 触发器有两个稳定状态。触发器有两个稳定状态。触发器有两个稳定状态。触发器有两个稳定状态。QnQn为触发器的原状态为触发器的原状态为触发器的原状态为触发器的原状态(现态),即触发信号输入前的状态;(现态),即触发信号输入前的状态;(现
6、态),即触发信号输入前的状态;(现态),即触发信号输入前的状态;Qn+1 Qn+1为触发为触发为触发为触发器的新状态(次态),即触发信号输入后的状态。器的新状态(次态),即触发信号输入后的状态。器的新状态(次态),即触发信号输入后的状态。器的新状态(次态),即触发信号输入后的状态。其其其其功能可采用状态表、驱动表、特性方程、逻辑符号图功能可采用状态表、驱动表、特性方程、逻辑符号图功能可采用状态表、驱动表、特性方程、逻辑符号图功能可采用状态表、驱动表、特性方程、逻辑符号图以及状态图、波形图来描述。以及状态图、波形图来描述。以及状态图、波形图来描述。以及状态图、波形图来描述。1.1.状态表状态表状
7、态表状态表 如图如图如图如图5.15.1(a a)所示可知)所示可知)所示可知)所示可知:6.表表表表5.1 5.1 状态表状态表状态表状态表 输 入输出逻辑功能 R S QnQn+1 0 00不定1 0 100置010 1 001置111 1 100保持不变 1 1 该触发器有置该触发器有置该触发器有置该触发器有置“0”“0”、置、置、置、置“1”“1”、保持功能。、保持功能。、保持功能。、保持功能。R R与与与与S S均为低均为低均为低均为低电平有效。当电平有效。当电平有效。当电平有效。当R R、S S均为低电平时,输出状态不定。均为低电平时,输出状态不定。均为低电平时,输出状态不定。均为
8、低电平时,输出状态不定。!由状态表可转换为驱动表!由状态表可转换为驱动表!由状态表可转换为驱动表!由状态表可转换为驱动表7.图图5.2 5.2 卡诺图卡诺图 2、特性方程特性方程 据表5.1画出卡诺图如图5.2所示,化简得:R+S=1(约束条件)8.图图图图5.3 5.3 状态图状态图状态图状态图3、状态图状态图 如图如图5.3所示。图中所示。图中,圆圈表示状态的个数,圆圈表示状态的个数,箭头表示状态转换的方向,箭头线上标注的触箭头表示状态转换的方向,箭头线上标注的触发信号取值表示状态转换的条件。发信号取值表示状态转换的条件。9.图图图图5.4 5.4 波形图波形图波形图波形图4、波形图、波形
9、图 如图如图5.4所示,所示,画图时应根据功能表来确定各个画图时应根据功能表来确定各个时间段时间段Q与与 Q 的状态。的状态。10.基本触发器的特点总结基本触发器的特点总结:(1 1)有两个互补的输出端,有两个稳定的状态。)有两个互补的输出端,有两个稳定的状态。(2 2)有复位()有复位(Q=0Q=0)、置位()、置位(Q=1Q=1)、保持原状态三种功)、保持原状态三种功能。能。(3 3)R R为复位输入端,为复位输入端,S S为置位输入端,可以是低电平有为置位输入端,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。效,也可以是高电平有效,取决于触发器的结构。(4 4)由于反馈线的存
10、在,无论是复位还是置位,有效信)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,即号只需要作用很短的一段时间,即“一触即发一触即发”。11.【思考题】【思考题】1.基本基本RS触发器有几种功能?触发器有几种功能?RS各在什么时各在什么时候有效候有效?2.触发器有哪几种类型?触发器有哪几种类型?3.基本基本RS触发器的逻辑功能表示方法有哪几触发器的逻辑功能表示方法有哪几种?种?12.给触发器加一个时钟控制端给触发器加一个时钟控制端CP,只有在,只有在CP端上出端上出现时钟脉冲时,触发器的状态才能变化。这种触发器称现时钟脉冲时,触发器的状态才能变化。这种触发器称为同步触发器
11、。为同步触发器。5.3.1 5.3.1同步同步RSRS触发器触发器 一同步一同步RS触发器的电路结构触发器的电路结构5.3 同步触发器同步触发器13.二逻辑功能二逻辑功能二逻辑功能二逻辑功能当当CP0 0时,控制门时,控制门G3 3、G4关闭,触发器的状态保持不变。关闭,触发器的状态保持不变。当当CP1 1时,时,G3 3、G4 4打开,其输出状态由打开,其输出状态由R、S端的输入信号决定。端的输入信号决定。同步同步RS触发器的状态转换分别由触发器的状态转换分别由R、S和和CP控制,其中,控制,其中,R、S控制状态转换的方向;控制状态转换的方向;CP控制状态转换的时刻。控制状态转换的时刻。表表
12、5.2 功能表功能表 CP R SQn+1功能功能 1111 0 0 0 1 1 0 1 1Qn0保持保持置置1置置0不定不定14.三触发器功能的几种表示方法三触发器功能的几种表示方法三触发器功能的几种表示方法三触发器功能的几种表示方法 触触发发器器的的功功能能除除了了可可以以用用功功能能表表表表示示外外,还还有有几几种种表示方法:表示方法:1、特性方程、特性方程 由功能表画出卡诺图得特性方程:由功能表画出卡诺图得特性方程:15.2 2、状态转换图、状态转换图 状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状不变时,对输入信号的要求。个状态或保持
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