常用集成觸發(fā)器的邏輯符號及時序圖畫法第五章

1、第五章第五章 觸發(fā)器觸發(fā)器主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、觸發(fā)器的基本形式一、觸發(fā)器的基本形式二、觸發(fā)器功能的描述方法二、觸發(fā)器功能的描述方法三、時鐘控制的觸發(fā)器三、時鐘控制的觸發(fā)器五、觸發(fā)器的應(yīng)用舉例五、觸發(fā)器的應(yīng)用舉例四、集成邊沿觸發(fā)器概述四、集成邊沿觸發(fā)器概述02一、觸發(fā)器的基本形式：一、觸發(fā)器的基本形式： 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器03&QQDRDS反饋反饋兩個輸入端兩個輸入端兩個輸出端兩個輸出端基本基本RS觸發(fā)器：觸發(fā)器：基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)04基本基本RS觸發(fā)器：觸發(fā)器：狀態(tài)分析狀態(tài)分析&QQDRDSRDSD=01時時10QQRDSD=10時時01QQRDSD=11時時 輸出保持原狀

2、態(tài)輸出保持原狀態(tài)RDSD=00時時 11QQ但當(dāng)?shù)?dāng)RDSD=00同時變?yōu)橥瑫r變?yōu)?1時，翻轉(zhuǎn)快時，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)榈拈T輸出變?yōu)?，另一個不得翻轉(zhuǎn)。，另一個不得翻轉(zhuǎn)。基本觸發(fā)器的狀態(tài)功能表基本觸發(fā)器的狀態(tài)功能表Q061. 可用可用 Q 的值表示觸發(fā)器的狀態(tài)。的值表示觸發(fā)器的狀態(tài)。Q 0, 稱觸發(fā)器處于稱觸發(fā)器處于 0 狀態(tài)，狀態(tài)，Q1，為，為 1 狀態(tài)。狀態(tài)。基本基本RS觸發(fā)器：觸發(fā)器：學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)2. 輸入信號作用前的狀態(tài)稱現(xiàn)態(tài)，用輸入信號作用前的狀態(tài)稱現(xiàn)態(tài)，用Qn 或或Q 表示，輸入作用后觸發(fā)器的新狀態(tài)稱表示，輸入作用后觸發(fā)器的新狀態(tài)稱次態(tài)，用次態(tài)，用Qn1表示。表示。073. SD

3、端加入負(fù)脈沖可使端加入負(fù)脈沖可使Q = 1，稱為，稱為“置位置位”或或“置置 1 ”端；端；RD端加入負(fù)脈沖，使端加入負(fù)脈沖，使 Q = 0，RD 稱為稱為“復(fù)位復(fù)位”或或“ 清清 0 ”端。端。基本基本RS觸發(fā)器：觸發(fā)器：學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)4. RDSD=00時，兩個輸出均為穩(wěn)定的時，兩個輸出均為穩(wěn)定的1狀態(tài)，狀態(tài)，但兩個輸出不是非的關(guān)系了；另外，如果但兩個輸出不是非的關(guān)系了；另外，如果出現(xiàn)輸入從出現(xiàn)輸入從00同時變同時變11，輸出則不確定。，輸出則不確定。為了避免這個情況，要加為了避免這個情況，要加RDSD1的輸?shù)妮斎爰s束條件。入約束條件。08二、觸發(fā)器功能的描述方法二、觸發(fā)器功能的描述方法

4、 （以基本以基本RS觸發(fā)器為例觸發(fā)器為例）09SD Q QRD描述方法描述方法1：狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表（狀態(tài)表）狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表（狀態(tài)表） 用真值表的形式畫出電路輸入、現(xiàn)態(tài)與用真值表的形式畫出電路輸入、現(xiàn)態(tài)與電路輸出、次態(tài)之間的邏輯關(guān)系。電路輸出、次態(tài)之間的邏輯關(guān)系?；净綬S觸觸發(fā)器的狀態(tài)表是：發(fā)器的狀態(tài)表是：等效等效降維降維10描述方法描述方法2：次態(tài)卡諾圖與狀態(tài)方程次態(tài)卡諾圖與狀態(tài)方程 也可根據(jù)狀態(tài)表畫出電路輸出、次態(tài)之也可根據(jù)狀態(tài)表畫出電路輸出、次態(tài)之卡諾圖；寫出函數(shù)表達(dá)式，就是狀態(tài)方程。卡諾圖；寫出函數(shù)表達(dá)式，就是狀態(tài)方程。基本基本RS觸發(fā)器的卡諾圖和狀態(tài)方程是：觸發(fā)器的卡諾圖和狀態(tài)方程是

5、：QRDSD0001111001Qn111DDnDDnRSQRSQ11描述方法描述方法3：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)圖）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（狀態(tài)圖） 與激勵表與激勵表 也可用圖表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律；用激勵表也可用圖表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律；用激勵表表示現(xiàn)態(tài)到次態(tài)變化時對輸入的要求。表示現(xiàn)態(tài)到次態(tài)變化時對輸入的要求?；净綬S觸發(fā)器的狀態(tài)圖和激勵表是：觸發(fā)器的狀態(tài)圖和激勵表是：RD= 1SD= 001RD=SD=1SD=RD=1RD= 0SD= 1 QnQn+1 RD SD0 0 10 11 01 00 11 11 不定不定QQRDSDQn+1Q描述方法描述方法4：波形圖波形圖 反映觸發(fā)器狀態(tài)在輸入激勵下隨時間變反映觸發(fā)器

6、狀態(tài)在輸入激勵下隨時間變化的規(guī)律?；囊?guī)律?；净綬S觸發(fā)器工作的波形圖是：觸發(fā)器工作的波形圖是：13三、時鐘控制的觸發(fā)器三、時鐘控制的觸發(fā)器 實際應(yīng)用中必須協(xié)調(diào)各觸發(fā)器狀態(tài)改實際應(yīng)用中必須協(xié)調(diào)各觸發(fā)器狀態(tài)改變的時刻，使其按一定的節(jié)拍動作。為變的時刻，使其按一定的節(jié)拍動作。為此，加時鐘脈沖控制信號此，加時鐘脈沖控制信號CP，稱，稱鐘控觸鐘控觸發(fā)器發(fā)器。14鐘控觸發(fā)器的分類鐘控觸發(fā)器的分類 按觸發(fā)引導(dǎo)電路的不同，觸發(fā)器又分成按觸發(fā)引導(dǎo)電路的不同，觸發(fā)器又分成以下不同種類：以下不同種類： 鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控鐘控 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控鐘控 T (T ) 觸發(fā)器觸發(fā)器 鐘控鐘控JK觸發(fā)

7、器觸發(fā)器15&QQ&RSCP時鐘信號時鐘信號1. 鐘控鐘控RS觸發(fā)器觸發(fā)器DRDS邏輯符號邏輯符號1SSCPC1 Q Q1RR16CPCP=0時時011觸發(fā)器保持原態(tài)觸發(fā)器保持原態(tài)&QQ&RSDRDS17CP=1時時1RS&QQ&RSCPDSDR輸出隨輸入改變輸出隨輸入改變18鐘控鐘控RS觸發(fā)器的功能表觸發(fā)器的功能表Q19CP1時的狀態(tài)表、狀態(tài)圖和狀態(tài)方程時的狀態(tài)表、狀態(tài)圖和狀態(tài)方程01SRQRSQnnR = 0S = 101R = S = 0S = R = 0R = 1S = 020D&QQ&CP輸入端輸入端2. 鐘控鐘控D觸發(fā)

8、器觸發(fā)器邏輯符號邏輯符號1DDCPC1 Q Q21CP=0時時011保持保持D&QQ&CP輸出保持原態(tài)輸出保持原態(tài)22CP=1時時1D&QQ&CPDQn123CP1 時功能表時功能表狀態(tài)圖狀態(tài)圖 D = 101D = 0 D = 1 D = 024輸入端輸入端3. 鐘控鐘控T觸發(fā)器觸發(fā)器邏輯符號邏輯符號1TTCPC1 Q QT&QQ&CP25CP0 時時 觸發(fā)器狀態(tài)保持觸發(fā)器狀態(tài)保持CP1 時時 功能分析：功能分析：nnQTQ1狀態(tài)圖狀態(tài)圖 T = 101T = 0 T = 0 T = 1狀態(tài)表狀態(tài)表nQ26鐘控鐘控T 觸發(fā)器觸發(fā)器對鐘控對鐘控T

9、觸發(fā)器，如令觸發(fā)器，如令 T1，就是，就是鐘控鐘控T 觸發(fā)器了。觸發(fā)器了。CP 1 時時nnQQ1T 觸發(fā)器實現(xiàn)狀態(tài)連續(xù)翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器實現(xiàn)狀態(tài)連續(xù)翻轉(zhuǎn)。271JJCPC1 Q Q1KK邏輯符號邏輯符號4. 鐘控鐘控JK觸發(fā)器觸發(fā)器J&QQ&CPK28CP0 時時 觸發(fā)器狀態(tài)保持觸發(fā)器狀態(tài)保持CP1 時時 功能分析：功能分析：狀態(tài)圖狀態(tài)圖狀態(tài)表狀態(tài)表nnnQKQJQ1J = 1K = 01K = J = 0K = 0J = J = K = 1nQ29電平控制類觸發(fā)器存在的問題電平控制類觸發(fā)器存在的問題1. 希望狀態(tài)的每次翻轉(zhuǎn)都由希望狀態(tài)的每次翻轉(zhuǎn)都由CP控制，控制，正脈沖不能太長，

10、否則觸發(fā)器正脈沖不能太長，否則觸發(fā)器將產(chǎn)生將產(chǎn)生空翻空翻現(xiàn)象（現(xiàn)象（CP=1期間，期間，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)若干次）。輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)若干次）。2. 為了解決空翻現(xiàn)象，可以采用為了解決空翻現(xiàn)象，可以采用邊邊沿觸發(fā)沿觸發(fā)的觸發(fā)器。的觸發(fā)器。30四、集成邊沿觸發(fā)器概述四、集成邊沿觸發(fā)器概述邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)方式的特點是：觸發(fā)器狀態(tài)方式的特點是：觸發(fā)器狀態(tài)只在時鐘跳轉(zhuǎn)時翻轉(zhuǎn)，而在只在時鐘跳轉(zhuǎn)時翻轉(zhuǎn)，而在CP=1或或CP=0期間，輸入端的任何變化都不影響輸出。期間，輸入端的任何變化都不影響輸出。如果翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在上升沿時稱如果翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在上升沿時稱“上升沿上升沿觸發(fā)觸發(fā)”的觸發(fā)器的觸發(fā)器 ；如果翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在下降；如果

11、翻轉(zhuǎn)只發(fā)生在下降沿稱沿稱“下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)”的觸發(fā)器。的觸發(fā)器。31邊沿觸發(fā)器的工作原理簡介邊沿觸發(fā)器的工作原理簡介 （以上升沿觸發(fā)的以上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器為例觸發(fā)器為例）32&e&fQQ&c&d&a&bDCP設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0并設(shè)并設(shè)D=11CP=0期間，期間，c 、d被鎖，被鎖，輸出為輸出為1。00110331c=1 、d=1反饋到反饋到a、b的輸入，的輸入，a、b輸出輸出為為0、1。001111010&e&fQQ&c&d&a&bDCP34CP正沿到正沿到達(dá)時達(dá)時c、d開開啟，使啟，使c=1

12、，d=0。11110110Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為101&e&fQQ&c&d&a&bDCP35CP正沿過正沿過后，后，d=0將將c封鎖封鎖,并使并使b=1，維持，維持d=0。11001因此以后因此以后CP=1期期間間D的變的變化不影響化不影響輸出。輸出。001&e&fQQ&c&d&a&bDCP36上升沿觸發(fā)的上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表正沿觸發(fā)正沿觸發(fā)37從上表：從上表：CP時，時，DQn1 CP其他時其他時，nnQQ1上升沿觸發(fā)的集成上升沿觸發(fā)的集成D觸發(fā)器觸發(fā)器CPQQD38邏輯符號的意義邏輯符

13、號的意義CPQQ下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)39邊沿邊沿觸發(fā)觸發(fā)DCPQQD同理：同理：CP 時，時， CP其他時其他時，nnQQ1下降沿觸發(fā)的集成下降沿觸發(fā)的集成JK觸發(fā)器觸發(fā)器40CPQQ J KnnnQKQJQ141RDSDCPQQJ1J2K1K2邏輯符號的意義邏輯符號的意義RDSDCPQQD1D21. 以后應(yīng)用中如不指明，均是邊沿觸發(fā)以后應(yīng)用中如不指明，均是邊沿觸發(fā)器。器。2. 邊沿觸發(fā)抗干擾能力強，且不存在空邊沿觸發(fā)抗干擾能力強，且不存在空翻，應(yīng)用廣泛。翻，應(yīng)用廣泛。42五、觸發(fā)器的運用：五、觸發(fā)器的運用： 不同觸發(fā)器邏輯功能的替代不同觸發(fā)器邏輯功能的替代 觸發(fā)器應(yīng)用舉例

14、觸發(fā)器應(yīng)用舉例 431. JK轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器觸發(fā)器CQQKJD CP觸發(fā)器邏輯功能的替代觸發(fā)器邏輯功能的替代由于由于nnnQKQJQ1nnnDQQDDQ1而而令令DJ DK 442. JK轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器觸發(fā)器CQQKJTCP觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換nnnQKQJQ1由于由于而而nnnQTQTQ1令令TKJ453. D轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成T 觸發(fā)器觸發(fā)器CQQDCP觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換DQn1由于由于而而nnQQ1令令nQD 46例例1：四人搶答電路四人搶答電路。四人參加比賽，每。四人參加比賽，每人一個按鈕，其中最先按下按鈕者，相應(yīng)人一個按鈕，其中最先按下

15、按鈕者，相應(yīng)的指示燈亮；其他人再按按鈕不起作用。的指示燈亮；其他人再按按鈕不起作用。電路的核心用電路的核心用74LS175四四D觸發(fā)器。其觸發(fā)器。其內(nèi)部包含了四個內(nèi)部包含了四個D觸發(fā)器，各輸入、輸出觸發(fā)器，各輸入、輸出以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁。以字頭相區(qū)別，管腳圖見下頁。觸發(fā)器的應(yīng)用舉例觸發(fā)器的應(yīng)用舉例47CLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQ1QQ11D2QQ22DGND4QQ44D3QQ33D時鐘時鐘請零請零USC公用清零公用清零公用時鐘公用時鐘74LS175管腳圖管腳圖48+5V1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP& 1& 2& 3清零清零CP賽前先清零賽前先清零0輸出為零發(fā)輸出為零發(fā)光管不亮光管不亮74LS17549CP進(jìn)入進(jìn)入D觸發(fā)器觸發(fā)器1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4QD1D2D3D4 CLRCP+5V& 1& 2& 3清零清零CP1反相端都為反相端都為1174LS175501Q1Q2Q2Q3Q3Q4