數(shù)字電子技術(shù)：ch05-3鎖存器和觸發(fā)器

1、5.4 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.4.1 主從觸發(fā)器(D型，S-R型，J-K型）5.4.2 維持阻塞觸發(fā)器（D型）*5.4.3 利用傳輸延時(shí)的觸發(fā)器（J-K型，S-R型）5.4.4 觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性5.4 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理1. 鎖存器與觸發(fā)器鎖存器在E的高(低)電平期間對(duì)信號(hào)敏感觸發(fā)器在CP的上升沿(下降沿)對(duì)信號(hào)敏感在VerilogHDL中對(duì)鎖存器與觸發(fā)器的描述語(yǔ)句是不同的5.4 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理主鎖存器與從鎖存器結(jié)構(gòu)相同1. 電路結(jié)構(gòu)5.4.1 主從型觸發(fā)器TG1和TG4的工作狀態(tài)相同TG2和TG3的工作狀態(tài)相同D 主從型觸發(fā)器D 鎖存器D 鎖存器001100110

2、1001102. 由傳輸門(mén)組成的CMOS邊沿D觸發(fā)器 工作原理：TG1導(dǎo)通，TG2斷開(kāi)輸入信號(hào)D 送入主鎖存器。TG3斷開(kāi)，TG4導(dǎo)通從鎖存器維持在原來(lái)的狀態(tài)不變。 (1) CP=0時(shí): =1，C=0，Q跟隨D端的狀態(tài)變化，使Q=D。 0=0=10101D工作原理：(2) CP由0跳變到1 : =0，C=1，觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于CP信號(hào)上升沿到達(dá)前瞬間的D信號(hào) TG3導(dǎo)通，TG4斷開(kāi)從鎖存器Q的信號(hào)送Q端。TG1斷開(kāi)，TG2導(dǎo)通輸入信號(hào)D 不能送入主鎖存器。主鎖存器維持原態(tài)不變。 11100D=1=01。 2. 典型集成電路 74HC74 中D觸發(fā)器的邏輯圖5.4 觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理

3、 74HC/HCT74的功能表LHHHHLHHQn+1DCPHHLLHLLHLHHLQDCP輸 出輸 入74HC/HCT74的邏輯符號(hào)和功能表具有直接置1、直接置0，正邊沿觸發(fā)的D功能觸發(fā)器國(guó)標(biāo)邏輯符號(hào)DDDDDDDDPP表示為上升沿到來(lái)之前的電平CP的上升沿有效舉例D 觸發(fā)器00D 觸發(fā)器0021345678 CP D11100000100 CP 21345678 11D110000005.4.2 維持阻塞觸型D觸發(fā)器1. 電路結(jié)構(gòu)與工作原理（內(nèi)部結(jié)構(gòu)由S-R鎖存器構(gòu)成） 置0維持線(xiàn)響應(yīng)輸入D和CP信號(hào)根據(jù) 確定觸發(fā)器的狀態(tài) 4 CP = 0 2、工作原理 Qn+1=QnD 信號(hào)進(jìn)入觸發(fā)器,

4、為狀態(tài)刷新作好準(zhǔn)備Q1 = DQ4= DD信號(hào)存于Q45.4.2 維持阻塞觸型D觸發(fā)器Q4=當(dāng)CP 由0 跳變?yōu)?在CP脈沖的上升沿，觸法器按此前的D信號(hào)刷新4 0110101010014 G1 CP Y1 G2 G3 G5 G4 Y4 D G6 QQS R SD RD 2. 典型集成電路-74LS74 11225.5.1 D 觸發(fā)器 5.5 觸發(fā)器的邏輯功能5.5.2 JK 觸發(fā)器 5.5.3 SR 觸發(fā)器 5.5.4 D 觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換 5.5.2 T 觸發(fā)器 5.5 觸發(fā)器的邏輯功能不同邏輯功能的觸發(fā)器國(guó)際邏輯符號(hào)D 觸發(fā)器JK 觸發(fā)器T 觸發(fā)器SR 觸發(fā)器5.5.1 D 觸發(fā)器 1.

5、 特性功能表 DQnQn+10000101011112. 特性方程Qn+1 = D 3. 狀態(tài)圖D 觸發(fā)器符號(hào) QnQn+1D000011100111狀態(tài)轉(zhuǎn)換表2.特性方程的導(dǎo)出5.5.2 JK 觸發(fā)器 JK 觸發(fā)器符號(hào) 翻 轉(zhuǎn)10011111 置 111010011 置 000011100狀態(tài)不變01010000 說(shuō) 明Qn+1QnKJ1.特性表 3.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖5.5.2 JK 觸發(fā)器 翻 轉(zhuǎn)10011111 置 111010011 置 000011100狀態(tài)不變01010000 說(shuō) 明Qn+1QnKJ1.特性表 110011101000J狀態(tài)轉(zhuǎn)換表K 狀態(tài)圖 例5.5.1 設(shè)下降沿觸發(fā)的J

6、K觸發(fā)器時(shí)鐘脈沖和J、K信號(hào)的波形如圖所示試畫(huà)出輸出端Q的波形。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0。1111111110000000000翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)置“0”置“1”置“0”保持2 特性方程1 特性功能表4 邏輯符號(hào) 5.5.3 T觸發(fā)器（J-K觸發(fā)器的特例） 它是J-K觸發(fā)器的特例即 J = K = T 時(shí)011101110000T功能保持翻轉(zhuǎn)3 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖110011101000T狀態(tài)轉(zhuǎn)換表011101110000T 特性功能表5.5.3 T觸發(fā)器（J-K觸發(fā)器的特例） 4. T觸發(fā)器（T 觸發(fā)器的特例）國(guó)際邏輯符號(hào) 特性方程時(shí)鐘脈沖每作用一次，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次。 當(dāng) T = 1 時(shí)5.5.3 T觸發(fā)器（J

7、-K觸發(fā)器的特例） 5.5.4 S-R 觸發(fā)器 1. 特性表 SR Qn Qn+100 0000110100011010011011110111 功能保持置“ 0 ”置“ 1”不確定SR 觸發(fā)器2) 特征方程 1101010000001111110001100001111000001111000111功能表卡諾圖(R,S不能同時(shí)為1）特征方程5.5.4 S-R 觸發(fā)器 3. 狀態(tài)圖5.5.4 S-R 觸發(fā)器 10000110100101狀態(tài)表SR Qn Qn+100 0000110100011010011011110111功能保持置“ 0 ”置“ 1”不確定1. 特性表 5.5.5 D觸發(fā)器功

8、能的轉(zhuǎn)換 D 觸發(fā)器構(gòu)成 J K 觸發(fā)器(用適當(dāng)?shù)拈T(mén)）組合電路DKJQn+1 = D 2. D 觸發(fā)器構(gòu)成 T 觸發(fā)器Qn+1 = D 組合電路DT = T 5.5.5 D觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換3. D 觸發(fā)器構(gòu)成 T 觸發(fā)器Qn+1 = D CPQ二分頻上升沿有效T國(guó)際邏輯符號(hào) 5.5.5 D觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換J - K 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為 D 觸發(fā)器Qn+1 = D D 觸發(fā)器D單次脈沖 CP鎖存器和觸發(fā)器都是具有存儲(chǔ)功能的邏輯電路，是構(gòu)成時(shí)序電路的基本邏輯單元。每個(gè)鎖存器或觸發(fā)器都能存儲(chǔ)1位二值信息。 鎖存器是對(duì)脈沖電平敏感的電路，它們?cè)谝欢娖阶饔孟赂淖儬顟B(tài)。觸發(fā)器是對(duì)時(shí)鐘脈沖邊沿敏感的電路，它們?cè)跁r(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿作用下改變狀態(tài)。觸發(fā)器按邏輯功能分類(lèi)有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T（T）觸發(fā)器和SR觸發(fā)器。它們的功能可用特性表、特性方程和狀態(tài)圖來(lái)描述。觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能沒(méi)有必然聯(lián)系。小 結(jié)舉例111121345678 CP CP 21345678 00CPJ = 1 K = 10001111翻轉(zhuǎn)001翻轉(zhuǎn)=nQD0+=nnQQ010 21345678 CP11