數(shù)字邏輯第5章(1)觸發(fā)器及分析

1、第五章第五章 同步時(shí)序電路的分析同步時(shí)序電路的分析5.1 時(shí)序電路概述時(shí)序電路概述5.2 雙穩(wěn)態(tài)元件雙穩(wěn)態(tài)元件鎖存器和觸發(fā)器鎖存器和觸發(fā)器5.3 同步時(shí)序電路的分析同步時(shí)序電路的分析5.1 時(shí)序電路概述時(shí)序電路概述第四章中，我們介紹了組合電路的邏輯分析與設(shè)計(jì)。第四章中，我們介紹了組合電路的邏輯分析與設(shè)計(jì)。 組合電路是指電路在任何時(shí)刻產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)輸出僅僅取組合電路是指電路在任何時(shí)刻產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)輸出僅僅取決于該時(shí)刻輸入變量取值組合，而與過(guò)去的輸入值無(wú)關(guān)。決于該時(shí)刻輸入變量取值組合，而與過(guò)去的輸入值無(wú)關(guān)。組合電路的特點(diǎn)：組合電路的特點(diǎn)：（1）由邏輯門(mén)電路組成，不含任何記憶元件。）由邏輯門(mén)電路組成，不含任

2、何記憶元件。（2）信號(hào)是單向傳輸?shù)?，不存任何反饋回路。）信?hào)是單向傳輸?shù)?，不存任何反饋回路?時(shí)序電路與組合電路有本質(zhì)上的區(qū)別。時(shí)序電路在任何時(shí)刻時(shí)序電路與組合電路有本質(zhì)上的區(qū)別。時(shí)序電路在任何時(shí)刻產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)輸出不僅取決于該時(shí)刻電路的輸入，而且與過(guò)去的輸產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)輸出不僅取決于該時(shí)刻電路的輸入，而且與過(guò)去的輸入所產(chǎn)生的電路狀態(tài)有關(guān)。入所產(chǎn)生的電路狀態(tài)有關(guān)。 因此，時(shí)序電路必須具有記憶能力，用存儲(chǔ)電路保存電路因此，時(shí)序電路必須具有記憶能力，用存儲(chǔ)電路保存電路狀態(tài)。所謂時(shí)序，是指電路的狀態(tài)與時(shí)間順序有密切聯(lián)系，電狀態(tài)。所謂時(shí)序，是指電路的狀態(tài)與時(shí)間順序有密切聯(lián)系，電路狀態(tài)的變化（預(yù)定的操作）是按時(shí)

3、間順序逐個(gè)進(jìn)行的。路狀態(tài)的變化（預(yù)定的操作）是按時(shí)間順序逐個(gè)進(jìn)行的。n1XXm1ZZk1YYk1QQ5.1.1 時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu) 從圖中可看出，時(shí)序電路由組合電路和存儲(chǔ)電路兩部分構(gòu)成，從圖中可看出，時(shí)序電路由組合電路和存儲(chǔ)電路兩部分構(gòu)成，通過(guò)反饋回路將兩部分連成一個(gè)整體。站在不同的角度，信號(hào)的含通過(guò)反饋回路將兩部分連成一個(gè)整體。站在不同的角度，信號(hào)的含義有所不同。義有所不同。組合邏輯電路組合邏輯電路n1XXm1ZZk1YYk1QQ時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)外部輸入外部輸入內(nèi)部輸入內(nèi)部輸入外部輸出外部輸出內(nèi)部輸出內(nèi)部輸出),(k1n1iiQQXXfZ ),(k1n1

4、iiQQXXgY 組合邏輯電路組合邏輯電路n1XXm1ZZk1YYk1QQ時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路輸出輸出存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路輸入（激輸入（激勵(lì)、控制）勵(lì)、控制）)(,),(,()(,),(,()()(tQtQXXktQtQXXgktYk1tQk1n1ik1n1iiiii n1XXm1ZZk1YYk1QQ時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)時(shí)序電路的一般結(jié)構(gòu)從狀態(tài)的角度看從狀態(tài)的角度看外部狀態(tài)外部狀態(tài)內(nèi)部狀態(tài)，即內(nèi)部狀態(tài)，即時(shí)序電路的狀時(shí)序電路的狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)狀態(tài)。態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)狀態(tài)。對(duì)時(shí)序電路的研究，就是通過(guò)輸入的變化規(guī)律，找出狀態(tài)的變化規(guī)律，對(duì)時(shí)序電路的研究，就是通過(guò)輸入的變化規(guī)律，找出狀態(tài)的

5、變化規(guī)律，得到輸出的變化規(guī)律。一般用現(xiàn)態(tài)得到輸出的變化規(guī)律。一般用現(xiàn)態(tài)Q(t)和次態(tài)和次態(tài)Q(t+1)來(lái)描述狀態(tài)的改變。來(lái)描述狀態(tài)的改變?，F(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Q(t)變化前的狀態(tài)變化前的狀態(tài)次態(tài)次態(tài)Q(t+1)變化后的狀態(tài)變化后的狀態(tài)Q(t)Q(t+1)時(shí)鐘時(shí)鐘5.1.2 時(shí)序電路的分類(lèi)時(shí)序電路的分類(lèi)n1Xm1Zk1Yk1QCPCPm1ZZ模型。為時(shí)，當(dāng)MooreQQfZk1ii),( 模型。為時(shí)，當(dāng)MealyQQXXfZk1n1ii),( 5.1.3 時(shí)序電路的描述方法時(shí)序電路的描述方法次態(tài)方程次態(tài)方程)(,),(,()()(tQtQXXkk1tQk1n1iii 輸輸入入，現(xiàn)現(xiàn)態(tài)態(tài)激勵(lì)方程激勵(lì)方程),(

6、k1n1iiiQQXXffZ （輸輸入入，現(xiàn)現(xiàn)態(tài)態(tài)）),()(k1n1iiiQQXXggY 輸輸入入，現(xiàn)現(xiàn)態(tài)態(tài)輸出方程輸出方程n1Xm1Zk1Yk1QCP次態(tài)真值表次態(tài)真值表輸入輸入 現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)次態(tài)次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖次態(tài)真值表的卡諾圖形式。次態(tài)真值表的卡諾圖形式。狀態(tài)表狀態(tài)表狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的簡(jiǎn)稱(chēng)，用表格的形式反映現(xiàn)態(tài)、輸入、狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的簡(jiǎn)稱(chēng)，用表格的形式反映現(xiàn)態(tài)、輸入、輸出、次態(tài)的關(guān)系。輸出、次態(tài)的關(guān)系。 輸入輸入X現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Q(t)01ABCDBCDADABC次態(tài)次態(tài)Q(t+1)無(wú)外部輸出的狀態(tài)表無(wú)外部輸出的狀態(tài)表 輸入輸入X現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Q(t)01ABCDB/0C/0D/0A/1D/1A/0B/

7、0C/0次態(tài)次態(tài)Q(t+1) / 輸出輸出ZMealy型狀態(tài)表型狀態(tài)表 輸入輸入X現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Q(t)01輸出輸出ZABCDBCDADABC0001Moore型狀態(tài)表型狀態(tài)表次態(tài)次態(tài)Q(t+1)狀態(tài)圖狀態(tài)圖狀態(tài)圖是狀態(tài)表的圖形表示方式，直觀。狀態(tài)圖是狀態(tài)表的圖形表示方式，直觀。AB 0/0 Mealy型型現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)次態(tài)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換條件條件輸出輸出狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換方向方向讀圖（表）次序：讀圖（表）次序：現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)輸入輸入輸出輸出次態(tài)次態(tài)A/0B 0 Moore型型狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換方向方向現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換條件條件次態(tài)次態(tài)輸出輸出讀圖（表）次序：讀圖（表）次序：現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)輸出輸出輸入輸入次態(tài)次態(tài) 輸入輸入X現(xiàn)

8、態(tài)現(xiàn)態(tài)Q(t)01ABCDB/0C/0D/0A/1D/1A/0B/0C/0次態(tài)次態(tài)Q(t+1) / 輸出輸出ZMealy型狀態(tài)表型狀態(tài)表 輸入輸入X現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)Q(t)01輸出輸出ZABCDBCDADABC0001Moore型狀態(tài)表型狀態(tài)表次態(tài)次態(tài)Q(t+1)ACBD0/00/00/00/11/11/01/01/0狀態(tài)圖狀態(tài)圖A/0C/0B/0D/1XXXXXXXX轉(zhuǎn)換條轉(zhuǎn)換條件的變件的變量形式。量形式。狀態(tài)圖狀態(tài)圖5.2 雙穩(wěn)態(tài)元件雙穩(wěn)態(tài)元件鎖存器和觸發(fā)器鎖存器和觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)元件是一種具有記憶功能的電子器件，通常指鎖存器和觸發(fā)器。雙穩(wěn)態(tài)元件是一種具有記憶功能的電子器件，通常指鎖存器和觸發(fā)器。具有

9、如下特點(diǎn)：具有如下特點(diǎn)：1. 有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端 Q 和和Q2. 有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。Q=1 稱(chēng)為稱(chēng)為“1”狀態(tài)；狀態(tài)；Q=0 稱(chēng)為稱(chēng)為“0”狀態(tài)。狀態(tài)。 當(dāng)輸入信號(hào)不發(fā)生變化時(shí)，輸出狀態(tài)穩(wěn)定不變。當(dāng)輸入信號(hào)不發(fā)生變化時(shí)，輸出狀態(tài)穩(wěn)定不變。3. 在一定輸入信號(hào)作用下，可從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)在一定輸入信號(hào)作用下，可從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè) 穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)。4. 輸入信號(hào)作用前的狀態(tài)稱(chēng)為輸入信號(hào)作用前的狀態(tài)稱(chēng)為現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)，記作：，記作：Qt 輸入信號(hào)作用后的狀態(tài)稱(chēng)為輸入信號(hào)作用后的狀態(tài)稱(chēng)為次態(tài)次態(tài)，記作：，記作：Q t+1鎖存器和觸發(fā)器的區(qū)別：鎖存器和觸發(fā)器

10、的區(qū)別： 鎖存器利用電平控制數(shù)據(jù)的輸入；鎖存器利用電平控制數(shù)據(jù)的輸入； 觸發(fā)器利用脈沖或邊沿控制數(shù)據(jù)的輸入。觸發(fā)器利用脈沖或邊沿控制數(shù)據(jù)的輸入。 雙穩(wěn)態(tài)元件按其數(shù)據(jù)輸入端的名稱(chēng)分為雙穩(wěn)態(tài)元件按其數(shù)據(jù)輸入端的名稱(chēng)分為SR型、型、JK型、型、D型和型和T型。型。 鎖存器和觸發(fā)器是時(shí)序電路中的關(guān)鍵元件，要求掌握其外部特性鎖存器和觸發(fā)器是時(shí)序電路中的關(guān)鍵元件，要求掌握其外部特性和邏輯功能和邏輯功能5.2.1 基本基本SR 鎖存器（鎖存器（SetReset Latch）11Q/Q101由一對(duì)非門(mén)構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路。由一對(duì)非門(mén)構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路。有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)。11Q/Q11Q/Q01但這兩個(gè)穩(wěn)態(tài)不能

11、受控，需增加輸入端。但這兩個(gè)穩(wěn)態(tài)不能受控，需增加輸入端。不允許不允許1 1 QQ/RS由或非門(mén)構(gòu)成的由或非門(mén)構(gòu)成的SR鎖存器鎖存器S RQ /Q0 00 11 01 1保持不變保持不變0 11 00 0功能表功能表 S R Q(t) Q (t+1)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1010011 d d簡(jiǎn)化次態(tài)真值表簡(jiǎn)化次態(tài)真值表S RQ(t+1) 0 00 11 01 1Q(t)01 d S R Q(t) Q (t+1)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1010011 d d次態(tài)真值表次態(tài)真值表1d011

12、d00SRQ(t)00 01 11 1001Q(t+1)次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖次態(tài)方程（特性方程、狀態(tài)方程）次態(tài)方程（特性方程、狀態(tài)方程）)()()(1RS0RStQRS1tQ 即即不不允允許許約約束束條條件件SRQ時(shí)序圖時(shí)序圖邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)SRQQ狀態(tài)圖（狀態(tài)圖（SR）0 0110 0由與非門(mén)構(gòu)成的由與非門(mén)構(gòu)成的SR鎖存器。鎖存器。)1SR(0SR) t (QRS)1t (Q 即即不不允允許許約約束束條條件件&QQ/11SR基本基本SR鎖存器的主要特點(diǎn)：鎖存器的主要特點(diǎn)： 1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 2. 具有置具有置0、置、置1和保持功能，和保持功能， 狀態(tài)方程為：狀態(tài)方程為：存在的問(wèn)

13、題：存在的問(wèn)題： 1. 輸入直接影響輸出，給應(yīng)用帶來(lái)不便，抗干擾能力低。輸入直接影響輸出，給應(yīng)用帶來(lái)不便，抗干擾能力低。 2. 輸入端輸入端S、R之間有約束。之間有約束。不允許不允許4.2.2 基本基本 /S /R 鎖存器鎖存器由與非門(mén)構(gòu)成，輸入低有效。由與非門(mén)構(gòu)成，輸入低有效。&QQ/R/S/S /RQ /Q0 00 11 01 11 11 00 1保持不變保持不變功能表功能表/S /RQ(t+1) 0 00 11 01 1 d10Q簡(jiǎn)化次態(tài)真值表簡(jiǎn)化次態(tài)真值表011d001d/S /RQ(t)00 01 11 1001Q(t+1)次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖次態(tài)方程（特性方程、狀態(tài)方程）次

14、態(tài)方程（特性方程、狀態(tài)方程）)/(/)(/)(1SR0SRtQRS1tQ 即即不不允允許許約約束束條條件件邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)SRQQ 在實(shí)際工作時(shí)，常常要求鎖存器按照一定的在實(shí)際工作時(shí)，常常要求鎖存器按照一定的時(shí)間節(jié)拍工作，這就需要增加使能輸入端，當(dāng)使時(shí)間節(jié)拍工作，這就需要增加使能輸入端，當(dāng)使能輸入信號(hào)有效時(shí)，才允許輸入影響輸出。能輸入信號(hào)有效時(shí)，才允許輸入影響輸出。5.2.2 帶使能端的帶使能端的 SR 鎖存器鎖存器&QQ/RS&EN)()()(tt1tQENRENSQENRENSQ 為加強(qiáng)鎖存器的可控性，增加使能端。為加強(qiáng)鎖存器的可控性，增加使能端。時(shí)序圖時(shí)序圖RSQEN為避

15、免邏輯沖突，為避免邏輯沖突，R和和S不允許不允許同時(shí)為同時(shí)為1。所以，仍未解決。所以，仍未解決S、R之間的約束問(wèn)題。之間的約束問(wèn)題。當(dāng)當(dāng)EN有效時(shí)，簡(jiǎn)化狀態(tài)方程有效時(shí)，簡(jiǎn)化狀態(tài)方程)()(tQRS1tQ 邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)SENRQQ)()()()()()()()(tttttt1tQENENDQENQDENDQENDENDQENDENDQENDENDQ )()()()(ttt1tQENENDQENDENDQENRENSQ D&QQ/D&EN1EN DQ /Q1 01 10 d0 11 0保持不變保持不變功能表功能表)()(t1tQENENDQ 111110110101000111

16、10001011000000QQDEN1tt)()( EN有效時(shí)簡(jiǎn)化有效時(shí)簡(jiǎn)化次態(tài)真值表次態(tài)真值表簡(jiǎn)化次態(tài)真值表簡(jiǎn)化次態(tài)真值表DQ(t+1)0101簡(jiǎn)化的狀態(tài)方程：簡(jiǎn)化的狀態(tài)方程：Q(t+1) = DDENQQQDEN引起振蕩，產(chǎn)生引起振蕩，產(chǎn)生“空翻現(xiàn)象空翻現(xiàn)象”&QQ/)(SJ&)(RK5.2.4 JK鎖存器（復(fù)合型鎖存器）鎖存器（復(fù)合型鎖存器）SR鎖存器輸入端的約束條件，給應(yīng)用帶來(lái)麻煩，要求改進(jìn)。最簡(jiǎn)單的想鎖存器輸入端的約束條件，給應(yīng)用帶來(lái)麻煩，要求改進(jìn)。最簡(jiǎn)單的想法就是用鎖存器自身的狀態(tài)來(lái)封堵。下圖用法就是用鎖存器自身的狀態(tài)來(lái)封堵。下圖用J輸入端代替輸入端代替S端，用端

17、，用K輸入端輸入端代替代替R端。當(dāng)端。當(dāng)Q為為0時(shí)，封住時(shí)，封住K門(mén)，打開(kāi)門(mén)，打開(kāi)J門(mén)，因?yàn)榇藭r(shí)無(wú)需復(fù)位操作；當(dāng)門(mén)，因?yàn)榇藭r(shí)無(wú)需復(fù)位操作；當(dāng)Q為為1時(shí)，封住時(shí)，封住J門(mén)，打開(kāi)門(mén)，打開(kāi)K門(mén)，此時(shí)無(wú)需置位操作，復(fù)位操作無(wú)阻。門(mén)，此時(shí)無(wú)需置位操作，復(fù)位操作無(wú)阻。翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)保持不變保持不變110101101000QQKJ功能表功能表)()()()()()()()()(tttttttt1tQKQJQQKQJQQKQJQ &QQ/J&ENK)()()(tt1tQENKQENJQ 即使加上使能控制信號(hào)，也無(wú)法做到精確把握即使加上使能控制信號(hào)，也無(wú)法做到精確把握EN的事件寬度，即無(wú)法的事件寬度，

18、即無(wú)法解決解決EN有效期間的空翻問(wèn)題。有效期間的空翻問(wèn)題。當(dāng)當(dāng)J=K=EN=1時(shí)，時(shí)，)()(t1tQQ 產(chǎn)生空翻。產(chǎn)生空翻。帶使能輸入端的帶使能輸入端的SR鎖存器、鎖存器、D鎖存器、鎖存器、JK鎖存器仍存在鎖存器仍存在EN有效有效期間輸出隨輸入變化（甚至空翻）的問(wèn)題，抗干擾性能較差。期間輸出隨輸入變化（甚至空翻）的問(wèn)題，抗干擾性能較差。5.2.5 主從主從JK觸發(fā)器（觸發(fā)器（74XX70/71/72/73）由主從兩組鎖存器組成，下面一由主從兩組鎖存器組成，下面一組是主鎖存器，當(dāng)組是主鎖存器，當(dāng)CP為為1時(shí)，輸時(shí)，輸入信號(hào)入信號(hào)J、K起作用。當(dāng)起作用。當(dāng)CP由由1變變?yōu)闉?時(shí)，將鎖存在主鎖存器

19、的狀態(tài)時(shí)，將鎖存在主鎖存器的狀態(tài)輸入從鎖存器。這樣，一個(gè)完整輸入從鎖存器。這樣，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，需要有一個(gè)完整脈的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，需要有一個(gè)完整脈沖的全過(guò)程，這個(gè)控制脈沖又稱(chēng)沖的全過(guò)程，這個(gè)控制脈沖又稱(chēng)為觸發(fā)脈沖，兩個(gè)鎖存器構(gòu)成的為觸發(fā)脈沖，兩個(gè)鎖存器構(gòu)成的電路稱(chēng)為電路稱(chēng)為（FlipFlop）。）。觸發(fā)器：觸發(fā)器：&QQ/&CP&JK&0111110111111011010101011000111100100001110000QQJKCP1tt )()(次態(tài)真值表（特性表）次態(tài)真值表（特性表）功能表功能表變變反反變變反反保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不

20、變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變11010110100010QQCPKJ /注意：此表中注意：此表中CP的的0或或1代表脈沖的有無(wú)。代表脈沖的有無(wú)。1001111100110000KJCP 10100101111110010011001000)(tQQ(t+1)1001111100110000KJCP 10100101111110010011001000)(tQQ(t+1)()()()()()()(tttttt1tQCPQKQJCPQCPQKCPQJCPQ J KQ(t+1)0 00 11 01 1Q01Q簡(jiǎn)化次態(tài)真值表簡(jiǎn)化次態(tài)真值表1001

21、11001010110100KJ)(tQQ(t+1)()()(tQKtQJ1tQ 簡(jiǎn)化狀態(tài)方程簡(jiǎn)化狀態(tài)方程狀態(tài)圖（狀態(tài)圖（J K）010 1 1 0J KQ(t+1)0 00 11 01 1Q01Q簡(jiǎn)化次態(tài)真值表簡(jiǎn)化次態(tài)真值表0001101100100111QQKCPJ主從主從JK觸發(fā)器的特點(diǎn)：觸發(fā)器的特點(diǎn)：1.主從結(jié)構(gòu)，無(wú)空翻，輸入之間無(wú)約束。主從結(jié)構(gòu)，無(wú)空翻，輸入之間無(wú)約束。2.存在一次變化問(wèn)題，要求存在一次變化問(wèn)題，要求CP=1期間，輸入期間，輸入 保持不變，所以抗干擾能力弱。保持不變，所以抗干擾能力弱。關(guān)于一次性變化問(wèn)題，可參見(jiàn)關(guān)于一次性變化問(wèn)題，可參見(jiàn)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程數(shù)字電子

22、技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程余孟嘗余孟嘗主編，高等教育出版社出版，主編，高等教育出版社出版，P212。或答疑時(shí)探討?；虼鹨蓵r(shí)探討。5.2.6 負(fù)邊沿負(fù)邊沿JK觸發(fā)器（觸發(fā)器（74XX112/113）變變反反變變反反保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變保保持持不不變變 11010110100010QQCPKJ/功能表功能表 前面介紹的主從前面介紹的主從JK觸發(fā)器要求一個(gè)完整的時(shí)鐘脈沖，且在其觸發(fā)器要求一個(gè)完整的時(shí)鐘脈沖，且在其下降沿到來(lái)之前，輸入端下降沿到來(lái)之前，輸入端J、K必須穩(wěn)定較長(zhǎng)時(shí)間。而邊沿觸發(fā)器能必須穩(wěn)定較長(zhǎng)時(shí)間。而邊沿觸

23、發(fā)器能夠滿(mǎn)足輸入信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間較短的要求，應(yīng)用更廣泛。夠滿(mǎn)足輸入信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間較短的要求，應(yīng)用更廣泛。&CP&1 1 JKQQ1234邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)QQKCPJQQQQ負(fù)邊沿負(fù)邊沿J-K觸發(fā)器說(shuō)明：觸發(fā)器說(shuō)明：CP&QQ&D215346DD功能表功能表011100QQDCP 保保持持不不變變/1111101101010001QQDCP1tt保持不變 )()(次態(tài)真值表（特性表）次態(tài)真值表（特性表）注意：此表中注意：此表中CP的的0或或1代表脈沖上升沿的有無(wú)。代表脈沖上升沿的有無(wú)。邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)QQCPDDQ1t )(次態(tài)方程次態(tài)方程101

24、01010D)(tQ簡(jiǎn)化次態(tài)卡諾圖簡(jiǎn)化次態(tài)卡諾圖Q(t+1)5.2.8 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 T觸發(fā)器是一種計(jì)數(shù)型觸發(fā)器，其功能為：當(dāng)輸入端觸發(fā)器是一種計(jì)數(shù)型觸發(fā)器，其功能為：當(dāng)輸入端T為為1時(shí)，時(shí)，每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP，輸出就變反一次；當(dāng)輸入端，輸出就變反一次；當(dāng)輸入端T為為0時(shí)，輸出時(shí)，輸出保持不變。在這里，保持不變。在這里，T相當(dāng)于一個(gè)使能控制端。相當(dāng)于一個(gè)使能控制端。QQCPT功能表功能表 T CPQ /Q d 0 d 1 0 d 1 保持不變保持不變保持不變保持不變保持不變保持不變變反變反01111011110100010QQTCP)1t ()t (保保持持不不變變 01

25、101010T)(tQ)()()(tt1tQTQTQ 比較比較T觸發(fā)器和觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的次態(tài)方程觸發(fā)器的次態(tài)方程)()()(tt1tQTQTQ )()()(tt1tQKQJQ 只要將只要將JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的J、K端接在一起，就構(gòu)成了端接在一起，就構(gòu)成了T觸發(fā)器。觸發(fā)器。QQKCPJTCPQ/Q 實(shí)際上，實(shí)際上，T觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的就是觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的就是JK觸發(fā)器觸發(fā)器J、K為為00或或11時(shí)的功能。時(shí)的功能。 在某些應(yīng)用場(chǎng)合下，只需要計(jì)數(shù)功能，不需要使能端在某些應(yīng)用場(chǎng)合下，只需要計(jì)數(shù)功能，不需要使能端T，我們，我們稱(chēng)之為稱(chēng)之為T(mén)觸發(fā)器。觸發(fā)器。QQCPQQCPD用用D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的T觸

26、發(fā)器觸發(fā)器QQKCPJ1用用JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的T觸發(fā)器觸發(fā)器也叫二分頻器也叫二分頻器QCP5.2.9 不同觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換不同觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換)()()(tt1tQKQJQ JK觸發(fā)器狀態(tài)方程：觸發(fā)器狀態(tài)方程：)()(ttQKQJD 令：)()()()()()()()()(ttttttttQKQJDQQDQKQJQQD DKDJ 有：QQKCPJ1D例例1: 將將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器。觸發(fā)器。DQ1t )(D觸發(fā)器狀態(tài)方程：觸發(fā)器狀態(tài)方程：)()(ttQKQJD 令：)()()()(ttttQKQJQKQJD QQCPDJK&例例2： 將將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換

27、為觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器。觸發(fā)器。例例3： 將將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器。觸發(fā)器。DQ1t )(D觸發(fā)器狀態(tài)方程：觸發(fā)器狀態(tài)方程：)()(ttQTQTD 令令：)(tQTD QQCPD=1TCPQ/Q雙穩(wěn)態(tài)電路雙穩(wěn)態(tài)電路基本基本SR鎖存器鎖存器增加輸入端增加輸入端帶使能端帶使能端SR鎖存器鎖存器解決輸入直接影響輸出解決輸入直接影響輸出問(wèn)題：輸入直接影響輸出、輸入約束。問(wèn)題：輸入直接影響輸出、輸入約束。)()(t1tQRSQ JK鎖存器鎖存器解決約束，但空翻解決約束，但空翻D鎖存器鎖存器解決約束，但少輸入端解決約束，但少輸入端帶使能帶使能JK鎖存器鎖存器使能有效時(shí)的空翻使能有效時(shí)的空翻

28、主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器需完整脈沖，存在一次變化需完整脈沖，存在一次變化邊沿邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器邊沿邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器實(shí)用實(shí)用實(shí)用實(shí)用DQ1t )()()()(tt1tQKQJQ T觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器存儲(chǔ)電路中的記憶元件存儲(chǔ)電路中的記憶元件雙穩(wěn)態(tài)元件雙穩(wěn)態(tài)元件（鎖存器、觸發(fā)器）的演變過(guò)程（鎖存器、觸發(fā)器）的演變過(guò)程歸納：雙穩(wěn)態(tài)元件（鎖存器和觸發(fā)器）的分析設(shè)計(jì)工具和方法歸納：雙穩(wěn)態(tài)元件（鎖存器和觸發(fā)器）的分析設(shè)計(jì)工具和方法反映輸出端與輸入端的邏輯關(guān)系。反映輸出端與輸入端的邏輯關(guān)系。功能表功能表反映在輸入端信號(hào)和觸發(fā)器自身狀態(tài)（現(xiàn)態(tài)）反映在輸入端信號(hào)和觸發(fā)器自身狀態(tài)（現(xiàn)態(tài)）共同作用下，觸發(fā)

29、器的下一步狀態(tài)（次態(tài)）。共同作用下，觸發(fā)器的下一步狀態(tài)（次態(tài)）。次態(tài)真值表次態(tài)真值表（特性表）（特性表）以輸入信號(hào)為列信息，以觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為行信息，以輸入信號(hào)為列信息，以觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為行信息，參照卡諾圖排列而成的矩陣圖表，表中填有觸參照卡諾圖排列而成的矩陣圖表，表中填有觸發(fā)器次態(tài)信息。發(fā)器次態(tài)信息。次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖（狀態(tài)表）（狀態(tài)表）由特性表或狀態(tài)表而寫(xiě)出的反映觸發(fā)器次態(tài)函數(shù)由特性表或狀態(tài)表而寫(xiě)出的反映觸發(fā)器次態(tài)函數(shù)的邏輯表達(dá)式。的邏輯表達(dá)式。 次態(tài)方程次態(tài)方程（特性方程、狀態(tài)方程）（特性方程、狀態(tài)方程）反映觸發(fā)器狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件的直觀圖形。反映觸發(fā)器狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件的直觀圖形。狀態(tài)圖狀態(tài)圖反映觸發(fā)器各信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系（時(shí)序）及反映觸發(fā)器各信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系（時(shí)序）及時(shí)間參數(shù)的圖形說(shuō)明。時(shí)間參數(shù)的圖形說(shuō)明。時(shí)序圖時(shí)序圖識(shí)別觸發(fā)器的功能符號(hào)：識(shí)別觸發(fā)器的功能符號(hào)：QQRSSR（復(fù)位置位）鎖