觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)PPT課件

1、 觸發(fā)器的特點(diǎn)：觸發(fā)器的特點(diǎn)：觸發(fā)器的分類：觸發(fā)器的分類：按功能分：按功能分：著重掌握觸發(fā)器的功能、信號輸入與觸發(fā)脈沖的著重掌握觸發(fā)器的功能、信號輸入與觸發(fā)脈沖的 時(shí)間關(guān)系。時(shí)間關(guān)系。 按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分： 有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與當(dāng)前的輸有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。 有有R-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D型觸發(fā)器、型觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、觸發(fā)器、T觸發(fā)器、觸發(fā)器、T觸發(fā)器等；觸發(fā)器等； 有基本觸發(fā)方式、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)方式、有基本觸發(fā)方式、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)方式、維持阻塞觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)方式維持阻塞觸發(fā)器和

2、邊沿觸發(fā)方式 。第1頁/共40頁兩個(gè)輸入端兩個(gè)輸入端5.1觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理反饋反饋 兩個(gè)輸出端兩個(gè)輸出端基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器反反 饋饋正是由于正是由于引入反饋，引入反饋，才使電路具有才使電路具有記憶功能記憶功能 !1、電路構(gòu)成、電路構(gòu)成QRSQ&QQRS第2頁/共40頁QRSQ&QQRS加在輸入端的小加在輸入端的小圓圈表示低電平圓圈表示低電平或負(fù)脈沖有效，或負(fù)脈沖有效，即僅當(dāng)?shù)碗娖交蚣磧H當(dāng)?shù)碗娖交蜇?fù)脈沖作用于輸負(fù)脈沖作用于輸入端時(shí)，觸發(fā)器入端時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)才能發(fā)生變狀態(tài)才能發(fā)生變化化低電平或負(fù)低電平或負(fù)脈沖觸發(fā)。脈沖觸發(fā)。 特點(diǎn)：（1

3、）有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，且為交叉耦合方式。 （2）當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，兩輸出端是互補(bǔ)的。 Q Q=0、 =1觸發(fā)器處于0態(tài)態(tài) Q=1、 =0觸發(fā)器處于1態(tài)態(tài) QQ端狀態(tài)端狀態(tài)邏輯表達(dá)式：邏輯表達(dá)式：QSQ RQQ 第3頁/共40頁1）輸入）輸入R =0, S =1 時(shí)時(shí)若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：1Q0Q 11001010輸出仍保持：輸出仍保持：1Q0Q &QQDRDS若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：0Q1Q 01111010輸出變?yōu)椋狠敵鲎優(yōu)椋?Q0Q 置置“0”！&QQDRDS2、工作原理、工作原理 第4頁/共40頁2）輸入）輸入R =1, S =0時(shí)時(shí)若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：1Q0Q 101010

4、01輸出變?yōu)椋狠敵鲎優(yōu)椋?Q1Q &a&bQQDRDS若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：0Q1Q 00110101輸出保持：輸出保持：0Q1Q &a&bQQDRDS置置“1” ！2、工作原理、工作原理 第5頁/共40頁輸入輸入R =1, S =1時(shí)時(shí)若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：10111001輸出保持原狀態(tài)：輸出保持原狀態(tài)：0Q1Q 0Q1Q 若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：1Q0Q 01110110輸出保持原狀態(tài)：輸出保持原狀態(tài)：1Q0Q &a&bQQDRDS&a&bQQDRDS保持！保持！2、工作原理、工作原理 第6頁/共40頁輸入輸入R =0, S =0時(shí)時(shí)

5、0011輸出：全是輸出：全是1注意：注意：當(dāng)當(dāng)R、S 同時(shí)由同時(shí)由0變?yōu)樽優(yōu)?時(shí)，時(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)榉D(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?，另一個(gè)不，另一個(gè)不得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。態(tài)。避免出現(xiàn)。避免出現(xiàn)。&a&bQQDRDS基本觸發(fā)器的功能表基本觸發(fā)器的功能表保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)置置0態(tài)態(tài)置置1態(tài)態(tài)不定狀態(tài)不定狀態(tài)1 10 11 00 0 QR S2、工作原理、工作原理 QRSQ第7頁/共40頁或非門或非門組成的基本組成的基本RS觸發(fā)器：觸發(fā)器： 輸入、輸出交叉連接輸入、輸出交叉連接構(gòu)成置構(gòu)成置0、置、置1觸發(fā)器。觸發(fā)器。第8頁/共40頁3、基本、基本R

6、S觸發(fā)器的應(yīng)用觸發(fā)器的應(yīng)用例例用基本用基本RS構(gòu)成構(gòu)成4位二進(jìn)位二進(jìn)制數(shù)碼寄存器。制數(shù)碼寄存器。1) 清零過程清零過程CR、LD均加低電平均加低電平清零。清零。 撤去撤去CR，觸發(fā)器狀態(tài)不變。，觸發(fā)器狀態(tài)不變。2）置數(shù)過程）置數(shù)過程 LD加有效電平，加有效電平，D0 D3 以反碼加入以反碼加入S端，觸發(fā)器狀端，觸發(fā)器狀態(tài)與態(tài)與D0 D3 一致。一致。 LD撤去（回低電平撤去（回低電平),RS 均為均為1，不變狀態(tài)。不變狀態(tài)。注：置數(shù)前必清零。注：置數(shù)前必清零。0101第9頁/共40頁例例運(yùn)用基本運(yùn)用基本RS觸發(fā)器，消除機(jī)械開關(guān)震動(dòng)引起的脈沖。觸發(fā)器，消除機(jī)械開關(guān)震動(dòng)引起的脈沖。電壓波形產(chǎn)生電壓

7、波形產(chǎn)生“毛毛刺刺”。第10頁/共40頁同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器各觸發(fā)器在規(guī)定時(shí)刻同步翻轉(zhuǎn)各觸發(fā)器在規(guī)定時(shí)刻同步翻轉(zhuǎn) CP脈沖控制。脈沖控制。CP=0， RS不影響觸發(fā)器狀態(tài)。不影響觸發(fā)器狀態(tài)。CP=1 ，RS信號送到基本信號送到基本RS輸入端，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。輸入端，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。表達(dá)式：表達(dá)式：RCPRQ3Q含義不同：含義不同：R=S=1時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不定。第11頁/共40頁特性方程：特性方程：00 110 1Q SR 00 01 11 1001第12頁/共40頁例圖示觸發(fā)器例圖示觸發(fā)器 CP、S、R波形如圖，原始狀態(tài)波形如圖，原始狀態(tài)Q=0，Q=1，畫出，畫出Q3、Q4、Q、Q波形。波形。CP

8、RQ3 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)控制在觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)控制在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，而一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，而不是控制在某一時(shí)刻。不是控制在某一時(shí)刻。CP高電平時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)：高電平時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)：第13頁/共40頁說說 明：明：同步RS觸發(fā)器解決了定時(shí)控制的問題，但還有兩個(gè)缺點(diǎn)：（1）輸入信號依然存在著約束條件；（2）可能出現(xiàn)“空翻”現(xiàn)象空翻現(xiàn)象：概念：在一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用下，引起觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)兩次或多次的現(xiàn)象。帶來的問題：造成邏輯上的混亂，使電路無法正常工作。第14頁/共40頁主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器主觸發(fā)器：接受輸入信號，其狀態(tài)由輸入信號決定。主觸發(fā)器：接受輸入信號，其狀態(tài)由輸入信號決定。從觸發(fā)器：其狀態(tài)由主觸發(fā)器決定。從觸發(fā)器：其

9、狀態(tài)由主觸發(fā)器決定。1、同步、同步RS主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器主、從觸發(fā)器加互補(bǔ)時(shí)鐘脈沖：主、從觸發(fā)器加互補(bǔ)時(shí)鐘脈沖： CP=1時(shí)：時(shí)：主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。G3、G4封鎖，從觸發(fā)器狀封鎖，從觸發(fā)器狀態(tài)不變。態(tài)不變。CP=0 ，主觸發(fā)器封鎖，從，主觸發(fā)器封鎖，從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。 *從觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在從觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在CP由由1變變0 時(shí)刻（時(shí)刻（CP下降沿）發(fā)生的。下降沿）發(fā)生的。第15頁/共40頁1）由主從觸發(fā)器組成，受互補(bǔ)時(shí)鐘脈沖控制。）由主從觸發(fā)器組成，受互補(bǔ)時(shí)鐘脈沖控制。2）只在時(shí)鐘脈沖的跳變沿（負(fù)跳沿）觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。）只在時(shí)鐘脈沖的跳變沿（負(fù)跳沿）觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。 3）脈沖工作特性：

10、）脈沖工作特性： （負(fù)跳沿觸發(fā)）（負(fù)跳沿觸發(fā)）特點(diǎn)：特點(diǎn)：輸入信號輸入信號主、翻轉(zhuǎn)主、翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)主觸發(fā)器：輸入信號在主觸發(fā)器：輸入信號在CP正跳沿前加入，正跳后翻轉(zhuǎn)。正跳沿前加入，正跳后翻轉(zhuǎn)。 從：從： CP負(fù)跳沿使負(fù)跳沿使觸發(fā)器觸發(fā)器 翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。 高、低電平均應(yīng)保持一定時(shí)間，達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。高、低電平均應(yīng)保持一定時(shí)間，達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。第16頁/共40頁2、CMOS主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器D觸發(fā)器：主從觸發(fā)器均由傳輸門（觸發(fā)器：主從觸發(fā)器均由傳輸門（TG）和反相器（）和反相器（G）交叉連接構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路。交叉連接構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路。 CP和和CP為互補(bǔ)時(shí)鐘脈沖。為互補(bǔ)時(shí)鐘脈沖。TPTN第17頁

11、/共40頁問題：正跳沿觸發(fā)？問題：正跳沿觸發(fā)？如如第18頁/共40頁邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器CP觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。1、維持、維持-阻塞邊沿觸發(fā)器阻塞邊沿觸發(fā)器 D觸發(fā)器：觸發(fā)器：6個(gè)與個(gè)與非門組成，非門組成，G1、G2構(gòu)成基本構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。預(yù)置預(yù)置SD: SD=0、RD=1，置，置1清零清零RD ：SD=、RD=，清，清輸入信號輸入信號主、翻轉(zhuǎn)主、翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)工作：工作：SD=RD=1 第19頁/共40頁工作過程：工作過程：1）CP=0時(shí)時(shí)G3G4封鎖封鎖：Q3=Q4=1狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。 反饋信息打開反饋信息打開G5G6

12、接收接收D。2）CP由由0 變變1時(shí)，時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。G3G4打開打開 Q3=Q5=D、Q4=Q6=D。 則則Q=Q4=D3）觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后，）觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后，在在CP=1時(shí)輸入信號被封鎖。時(shí)輸入信號被封鎖。如如 Q3=0（Q=0）封鎖封鎖G5 、Da 線線置置0維持線、置維持線、置1 阻塞線。阻塞線。如如Q4=0（Q=1）封鎖封鎖G6 、 G3、 Db置1維持線，維持線，c置置0阻塞線。阻塞線。CP正跳沿前接收輸入信號、正跳沿觸發(fā)、正跳沿后被封鎖。正跳沿前接收輸入信號、正跳沿觸發(fā)、正跳沿后被封鎖。邊沿觸發(fā)器：邊沿觸發(fā)器：abcQ5=D , Q6=Q5 =D輸入信號輸入信號觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸

13、發(fā)器翻轉(zhuǎn)第20頁/共40頁2、利用傳輸延遲的邊沿觸發(fā)器、利用傳輸延遲的邊沿觸發(fā)器負(fù)跳變觸發(fā)的負(fù)跳變觸發(fā)的JK邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 。邏輯圖及邏輯符號：邏輯圖及邏輯符號：第21頁/共40頁（1）CP=0時(shí)，某一穩(wěn)態(tài)。時(shí)，某一穩(wěn)態(tài)。G3、G4，G12、G22 被封鎖被封鎖輸出輸出Q、Q不變不變與或非穩(wěn)定。與或非穩(wěn)定。（2）CP 由由0變變1，不翻轉(zhuǎn)，為，不翻轉(zhuǎn)，為接受輸入做準(zhǔn)備。接受輸入做準(zhǔn)備。設(shè)原態(tài)：設(shè)原態(tài)：Q=0、 Q=1影響輸出：影響輸出：G12、G22、 一級與門一級與門先起作用先起作用G4、G13，G3、G23 二級門二級門首先首先 G22由由0變變1 仍仍Q = 0Q = 0 G12、

14、 G13均為均為0 Q = 1 狀態(tài)不變，但準(zhǔn)備接收狀態(tài)不變，但準(zhǔn)備接收 J 、K。第22頁/共40頁（3）CP 由由1 變變 0 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) 1 時(shí)：設(shè)時(shí)：設(shè)J =1、K =0， 則則 Q3=0、Q4 =1， G13 G23輸出均為輸出均為0 。 0時(shí)：時(shí)：CP下降沿到來下降沿到來首先：首先：G22由由1變變0 Q= 1CP變變 0 后，后，Q3 = Q4 = 1（穩(wěn)定）（穩(wěn)定）翻轉(zhuǎn)后。翻轉(zhuǎn)后。 轉(zhuǎn)到（轉(zhuǎn)到（1）。）。Q =0輸入信號輸入信號觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)第23頁/共40頁總結(jié)：總結(jié)：觸發(fā)器結(jié)構(gòu)與原理觸發(fā)器結(jié)構(gòu)與原理基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器主從觸發(fā)器：主從觸發(fā)器：

15、邊沿觸發(fā)器：邊沿觸發(fā)器：利用傳輸延遲的邊沿觸發(fā)器（利用傳輸延遲的邊沿觸發(fā)器（JK）按結(jié)構(gòu)：按結(jié)構(gòu)：同步同步RS主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器CMOS主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器維持維持-阻塞邊沿觸發(fā)器（阻塞邊沿觸發(fā)器（D）負(fù)跳沿觸發(fā)負(fù)跳沿觸發(fā)正跳沿觸發(fā)正跳沿觸發(fā)負(fù)跳沿觸發(fā)負(fù)跳沿觸發(fā)輸入信號輸入信號觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)第24頁/共40頁5.2 觸發(fā)器的功能觸發(fā)器的功能表示：表示： 真值表、狀態(tài)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖真值表、狀態(tài)方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖觸發(fā)器（主從）觸發(fā)器（主從）1、功能分析、功能分析同步同步1）邏輯表達(dá)式）邏輯表達(dá)式QRQSnnnnQQQQ111nQRS 即即與同步與同步RS一致一致2）功能表：）功能表： 與同

16、步與同步RS一致。一致。第25頁/共40頁2、集成觸發(fā)器、集成觸發(fā)器3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖1、0 二狀態(tài)，箭二狀態(tài)，箭頭表示轉(zhuǎn)換方向。頭表示轉(zhuǎn)換方向。注意：轉(zhuǎn)換條件注意：轉(zhuǎn)換條件 TTL集成主集成主從從RS觸發(fā)器。觸發(fā)器。置置0端端RD、置、置1端端SD 低電平有效。低電平有效。74L71：第26頁/共40頁1）具有）具有預(yù)置、清零功能。預(yù)置、清零功能。 直接直接2）正常工作：預(yù)置、清零端加高電平。）正常工作：預(yù)置、清零端加高電平。 3）功能表和同步）功能表和同步RS一致。一致。第27頁/共40頁觸發(fā)器觸發(fā)器1、功能分析、功能分析RS基礎(chǔ)上改進(jìn)而成基礎(chǔ)上改進(jìn)而成第28頁/共40頁 1）邊沿

17、）邊沿JK觸發(fā)器與主從觸發(fā)器與主從JK 功能相同。功能相同。 2）無約束條件。）無約束條件。3）J=K=1，計(jì)數(shù)狀態(tài)。，計(jì)數(shù)狀態(tài)。第29頁/共40頁1）觸發(fā)沿）觸發(fā)沿 翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。2）判斷主從觸發(fā)器次態(tài)：）判斷主從觸發(fā)器次態(tài)： 負(fù)跳沿前瞬間輸入端的狀態(tài)。負(fù)跳沿前瞬間輸入端的狀態(tài)。均負(fù)跳均負(fù)跳3）判斷邊沿觸發(fā)器次態(tài)：觸發(fā)沿前瞬間輸入端的狀態(tài)。）判斷邊沿觸發(fā)器次態(tài)：觸發(fā)沿前瞬間輸入端的狀態(tài)。正負(fù)沿正負(fù)沿注注 意：意：第30頁/共40頁注注 意：意：一次變化現(xiàn)象：一次變化現(xiàn)象：主觸發(fā)器只能根據(jù)主觸發(fā)器只能根據(jù)輸入信號改變一次。輸入信號改變一次。Q=0時(shí)時(shí)J端出現(xiàn)干擾。端出現(xiàn)干擾。第31頁/共40頁一次變化現(xiàn)象：一次變化現(xiàn)象：第32頁/共40頁一次變化現(xiàn)象：一次變化現(xiàn)象：Q=1： CP=1期間期間K端端出現(xiàn)干擾，主觸出現(xiàn)干擾，主觸發(fā)器也會(huì)產(chǎn)生一發(fā)器也會(huì)產(chǎn)生一次變化現(xiàn)象。次變化現(xiàn)象。第33頁/共40頁2、集成、集成JK觸發(fā)器觸發(fā)器高速高速CMOS雙雙 JK觸發(fā)器觸發(fā)器 HC76 ：主從主從TTL：7476、74H76 邊