第五章數(shù)字電路

1、1數(shù)字電路與邏輯設(shè)計數(shù)字電路與邏輯設(shè)計第五章第五章 觸發(fā)器觸發(fā)器西安郵電學院西安郵電學院“校級優(yōu)秀課程校級優(yōu)秀課程”2目的與要求：目的與要求：重點與難點：重點與難點：第五章第五章 觸發(fā)器觸發(fā)器1. 1. 理解觸發(fā)器基本概念；理解觸發(fā)器基本概念；2. 2. 理解觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及工作原理；理解觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及工作原理；3. 3. 掌握觸發(fā)器邏輯功能的描述；掌握觸發(fā)器邏輯功能的描述；4. 4. 掌握觸發(fā)器的典型應(yīng)用。掌握觸發(fā)器的典型應(yīng)用。 觸發(fā)器外部邏輯功能、觸發(fā)方式。觸發(fā)器外部邏輯功能、觸發(fā)方式。3 5.1 5.1 概概 述述 5.2 5.2 基本基本R-SR-S觸發(fā)器觸發(fā)器 5 5.3 .3 鐘控鐘

2、控( (同步同步) )觸發(fā)器觸發(fā)器 5.4 5.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 5.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 第五章第五章 觸發(fā)器觸發(fā)器4兩兩大大類類邏邏輯輯電電路路 組合電路：組合電路： 時序電路：時序電路：結(jié)構(gòu)上沒有反饋線，功能上沒有記憶功能結(jié)構(gòu)上沒有反饋線，功能上沒有記憶功能；電路的輸出僅僅與當時的輸入有關(guān)。電路的輸出僅僅與當時的輸入有關(guān)。結(jié)構(gòu)上有反饋線，功能上有記憶功能；結(jié)構(gòu)上有反饋線，功能上有記憶功能；電路的輸出不僅與當時的輸入有關(guān)，而電路的輸出不僅與當時的輸入有關(guān)，而且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。 5.1 5.1 概述概述52.2.觸發(fā)器特點觸發(fā)器特點: :

3、3.3.觸發(fā)器分類觸發(fā)器分類: : 時序邏輯電路的最基本單元；能夠存儲一位二進時序邏輯電路的最基本單元；能夠存儲一位二進制信息。制信息。(1)(1)有兩個能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來表有兩個能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來表示邏輯示邏輯0 0和邏輯和邏輯1 1。(2)(2)在適當輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻在適當輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能將轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來。獲得的新狀態(tài)保存下來。按按觸發(fā)方式觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式按按邏輯功能邏輯功能分：分：R

4、-SR-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D D觸發(fā)器、觸發(fā)器、J-KJ-K觸發(fā)器和觸發(fā)器和T T觸發(fā)器觸發(fā)器1.1.觸發(fā)器觸發(fā)器: :5.1 5.1 概述概述6 5.2.1 5.2.1基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 SD & Q Q & RD G1 G2 S Q Q R 反饋反饋輸入端輸入端輸出端輸出端由兩個與非門通過反饋構(gòu)成由兩個與非門通過反饋構(gòu)成邏輯符號邏輯符號 1.1. 電路結(jié)構(gòu)與邏輯符號電路結(jié)構(gòu)與邏輯符號以以Q Q端的狀態(tài)表示觸發(fā)器狀態(tài)：端的狀態(tài)表示觸發(fā)器狀態(tài)：Q=1Q=1即觸發(fā)器為狀態(tài)即觸發(fā)器為狀態(tài)1 15.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器Q=0Q=0即觸發(fā)器為狀態(tài)即觸發(fā)器為狀態(tài)0 072.

5、2.工作原理析工作原理析 SD & Q Q & RD G1 G2 1 11 1 SD & Q Q & RD G1 G2 1 10 01 10 01 10 01 11 1原狀態(tài)原狀態(tài)0Q 1Q原狀態(tài)原狀態(tài)1Q 0Q1) 1) 觸發(fā)器觸發(fā)器保持：當保持：當 =1=1； =1=1，觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變，觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變DSDR5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器8 SD & Q Q & RD G1 G2 0 01 1 SD & Q Q & RD G1 G2 原狀態(tài)原狀態(tài)Q=1Q=1原狀態(tài)原狀態(tài)Q=0Q=01 10 01 10 01 10 01 11 10 02) 2) 觸發(fā)器置觸

6、發(fā)器置1 1： 當當 =0=0； =1=1，無論觸發(fā)器原狀態(tài)如無論觸發(fā)器原狀態(tài)如何，都會轉(zhuǎn)變?yōu)楹?，都會轉(zhuǎn)變?yōu)? 1態(tài)態(tài)DSDR5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器9 SD & Q Q & RD G1 G2 1 10 0原狀態(tài)原狀態(tài)Q=XQ=Xx x1 10 03) 3) 觸發(fā)器置觸發(fā)器置0 0： 當當 =1=1； =0=0，無論觸發(fā)器原狀態(tài)如何，無論觸發(fā)器原狀態(tài)如何，都會轉(zhuǎn)變?yōu)槎紩D(zhuǎn)變?yōu)? 0態(tài)態(tài)DSDR5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器10 SD & Q Q & RD G1 G2 0 00 0原狀態(tài)原狀態(tài)Q=XQ=X1 11 1而當而當 =0=0； =0=0同時撤消后，同時

7、撤消后，觸發(fā)器新狀態(tài)不能確定觸發(fā)器新狀態(tài)不能確定DSDR為避開禁止狀態(tài)，輸入信號不應(yīng)同時出現(xiàn)為避開禁止狀態(tài)，輸入信號不應(yīng)同時出現(xiàn) =0=0； =0=0DSDR4) 4) 觸發(fā)器禁止狀態(tài)：觸發(fā)器禁止狀態(tài)： 當當 =0=0； =0=0時，時，觸發(fā)器輸觸發(fā)器輸出出Q和和 均為均為1 1DSDRQ5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器113.3.觸發(fā)方式觸發(fā)方式 SD & Q Q & RD G1 G2 0 11 01 0置置1 1端（端（SetSet）置置0 0端（端（ResetReset）基本基本RSRS觸發(fā)器的觸發(fā)方式屬觸發(fā)器的觸發(fā)方式屬電平觸發(fā)電平觸發(fā)觸發(fā)器狀態(tài)端觸發(fā)器狀態(tài)端 S Q Q

8、R 5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器1211001000010100011110101011110011邏輯功能表邏輯功能表保保 持持置置 1 1置置 0禁禁 止止4.4. 邏輯邏輯功能功能新狀態(tài)Q原狀態(tài)QDSDR+ =1DSDR5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器13邏邏輯輯符符號號 真值表真值表0 10 11 01 00 00 01 11 1Q Q0 10 11 01 0不定不定不變不變小圓圈表示小圓圈表示低電平置零低電平置零小圓圈表示小圓圈表示低電平置低電平置1 1電平觸發(fā)觸發(fā)器：電平觸發(fā)觸發(fā)器：觸發(fā)器輸出狀態(tài)的變化取觸發(fā)器輸出狀態(tài)的變化取決于輸入信號的電平值的決于輸

9、入信號的電平值的變化，將其稱為變化，將其稱為電平觸發(fā)電平觸發(fā)觸發(fā)器觸發(fā)器5 5、與非門構(gòu)成的基本與非門構(gòu)成的基本R RS S觸發(fā)器邏輯功能描述觸發(fā)器邏輯功能描述DSDR ：置零或復位端（低電平置零）：置零或復位端（低電平置零） ：置：置1 1或置位端（低電平置）或置位端（低電平置）Q Q：觸發(fā)器原端或：觸發(fā)器原端或1 1端端Q ：觸發(fā)器非端或：觸發(fā)器非端或0 0端端DRDS5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器141 1 狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：真值表： 0 00 00 10 10 00 01 11 10 01 10 00 00 01 11 10 01 10 00 01 11 10 01

10、 11 11 11 10 00 01 11 11 11 1Q Qn nQ Qn+1n+1狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表DSDR根據(jù)真值表建立起輸入信號根據(jù)真值表建立起輸入信號 及及 、觸、觸發(fā)器的原狀態(tài)發(fā)器的原狀態(tài)Q Qn n（現(xiàn)態(tài)）與觸發(fā)器的新狀態(tài)（現(xiàn)態(tài)）與觸發(fā)器的新狀態(tài)Q Qn+1 n+1 （次態(tài)）之間的關(guān)系表（次態(tài)）之間的關(guān)系表DSDR5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器5.2.2 5.2.2 觸發(fā)器邏輯功能的描述方法觸發(fā)器邏輯功能的描述方法152 2 次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖3 3 特征方程特征方程1SRDDQQnDD1nRS（約束條件）（約束條件）DSDRnQ10110001000

11、111105.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器164 4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖0基本觸發(fā)器基本觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖01DD SR，10DD SR，1DD SR DD1SR5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器17QnQn+1SDRD 說說 明明0 00 01 1X0 0狀態(tài)不變狀態(tài)不變0 01 10 01 1置置1 11 10 01 10置置0 01 11 1X X11 1狀態(tài)不變狀態(tài)不變5 5 激勵表激勵表5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器18 畫工作波形的方法：畫工作波形的方法：a)a) 根據(jù)觸發(fā)器動作特征確定狀態(tài)變化的時刻根據(jù)觸發(fā)器動作特征確定狀態(tài)變化的時刻

12、b)b) 根據(jù)觸發(fā)器的邏輯功能確定根據(jù)觸發(fā)器的邏輯功能確定新狀態(tài)新狀態(tài) S R Q Q 0 01 11 11 10 01 11 11 10 01 11 11 10 01 11 11 10 00 0不不定定不變不變禁止禁止置置1 1不變不變置置1 1 不變不變置置0 0不變不變工作波形能直觀地表示觸發(fā)器輸入工作波形能直觀地表示觸發(fā)器輸入信號與輸出信號之間的時序關(guān)系信號與輸出信號之間的時序關(guān)系6 6 波形圖波形圖時鐘觸發(fā)器邏輯功能：時鐘觸發(fā)器邏輯功能：5 5種描述方式種描述方式+ +波形圖波形圖初始狀態(tài)為初始狀態(tài)為05.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器19例例1 1 在用與非門組成的基本在

13、用與非門組成的基本RSRS觸發(fā)器中，設(shè)初始狀態(tài)為觸發(fā)器中，設(shè)初始狀態(tài)為0 0，知輸入知輸入R R、S S的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。RSQQ初始狀態(tài)為初始狀態(tài)為05.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器205.2.3 5.2.3 基本觸發(fā)器的特點總結(jié)基本觸發(fā)器的特點總結(jié)1.1.有兩個互補的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。有兩個互補的輸出端，有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)。2.2.有復位、置位、保持三種功能。有復位、置位、保持三種功能。3.3.復位輸入端、置位輸入端，可以是低電平有效，復位輸入端、置位輸入端，可以是低電平有效， 也可以是高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。也可以是

14、高電平有效，取決于觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。4.4.由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效 信號只需要作用很短的一段時間。信號只需要作用很短的一段時間。5.2 5.2 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器215.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器 S CP R & & & & G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S CP R Q Q 邏輯符號邏輯符號 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)1.1.電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號電路結(jié)構(gòu)：由基本電路結(jié)構(gòu)：由基本RSRS觸發(fā)器和時鐘脈沖控制門電路組成。觸發(fā)器和時鐘脈沖控制門電路組成。5.3.1 5.3.1 鐘控鐘控R

15、SRS觸發(fā)器觸發(fā)器222.2. 工作原理工作原理 S CP R & & & & G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S=0S=0；R=0R=0：Q Qn+1n+1=Q=Qn n S=1S=1；R=0R=0：Q Qn+1n+1=1=1 S=0 S=0；R=1R=1：Q Qn+1n+1=0=0 S=1S=1；R=1R=1：禁止：禁止CP=1CP=1：CP=0CP=0：狀態(tài)不變：狀態(tài)不變0 0 1 1& &狀態(tài)發(fā)生變化狀態(tài)發(fā)生變化5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器23S SR RQ Qn+1n+1 說說 明明0 00 0Q Qn n狀態(tài)不變狀態(tài)不變0 01 10 0置置0

16、01 10 01 1置置1 11 11 1禁止狀態(tài)禁止狀態(tài)QnS SR RQn10 00 00 00 00 00 01 10 00 01 10 01 10 01 11 1X X1 10 00 01 11 10 01 10 01 11 10 01 11 11 11 1X X3.3.邏輯功能描述（在邏輯功能描述（在CP=1CP=1）1)1) 功能表功能表2)2) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表表RS RS 觸發(fā)器次態(tài)卡諾圖觸發(fā)器次態(tài)卡諾圖3) 3) 次態(tài)卡諾圖次態(tài)卡諾圖 0 1 0 0 1 1 S 1 RQn 0 00 01 11 10 10nnQSR QS R（約束條件）（約束條件）4) 4) 特征

17、方程特征方程5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器24 6) 6) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 1 0 S=0S=0R=1R=1S=1S=1R=0R=0S=xS=xR=0R=0S=0S=0R=xR=x時鐘觸發(fā)器邏輯功能：時鐘觸發(fā)器邏輯功能：5 5種描述方式種描述方式+ +波形圖波形圖Q Qn nQ Qn+1n+1S SR R 說說 明明0 00 00 0X X0 0狀態(tài)不變狀態(tài)不變0 01 11 10 0置置1 11 10 00 01 1置置0 01 11 1X X0 01 1狀態(tài)不變狀態(tài)不變5)5) 激勵表激勵表5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器25 CP S R

18、Q SRQn+1 00Qn 01 0 10 1 11 同步同步RSRS觸發(fā)器真值表觸發(fā)器真值表在在CPCP為低電平期間其狀態(tài)不變。為低電平期間其狀態(tài)不變。 在在CPCP為高電平期間的為高電平期間的R R、S S信號影響觸發(fā)器的狀態(tài)。信號影響觸發(fā)器的狀態(tài)。7 7）工作波形）工作波形初態(tài)為初態(tài)為0 05.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器265.3.2 5.3.2 鐘控鐘控D D觸發(fā)器觸發(fā)器1.1.電路組成電路組成&QQ&CPD5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器272.2.特征方程特征方程CP=1CP=1時，特征方程時，特征方程3.3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表D

19、Qn1DQn+100115.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器28nQ1nQ01000011111D04.4.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5.5.激勵表激勵表5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器295.3.3 5.3.3 鐘控鐘控J JK K觸發(fā)器觸發(fā)器1.1.電路組成電路組成&DRDSQQ&JKCP5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器302.2.特征方程特征方程CP=1CP=1時，特征方程時，特征方程3.3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表nnnQKQJQ111101010Qn00Qn+1KJ nQ5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器31nQ

20、1nQ01000011111JK04.4.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5.5.激勵表激勵表5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器325.3.4 5.3.4 鐘控鐘控 T T 觸發(fā)器觸發(fā)器1.1.電路組成電路組成&DRDSQQ&TCP5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器332.2.特征方程特征方程CP=1CP=1時，特征方程時，特征方程3.3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表nnnQTQTQ11Qn0Qn+1TnQ5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器344. 4. 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5.5.激勵表激勵表5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器35例

21、例1 1 鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器及邏輯門組成如下時序電路，其輸入觸發(fā)器及邏輯門組成如下時序電路，其輸入CPCP、D D端波形如圖所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為端波形如圖所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為1 1，試畫出觸發(fā)器，試畫出觸發(fā)器Q Q 端的輸出波形。端的輸出波形。 1 D S Q Q R CP D CP Q CP 解：時鐘解：時鐘RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器S=DS=D，R= D, R= D, 電路只有置電路只有置0 0、置、置1 1兩種邏兩種邏輯動作。輯動作。 S(R)5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器365.3.55.3.5電位觸發(fā)方式的工作特性電位觸發(fā)方式的工作特性1.1.電位觸發(fā)方式電位觸發(fā)

22、方式當鐘控信號當鐘控信號CPCP為低（高）電平時，觸發(fā)為低（高）電平時，觸發(fā)器不接受輸入激勵信號，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當鐘控信號器不接受輸入激勵信號，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；當鐘控信號CPCP為高（低）電平時，觸發(fā)器接受輸入激勵信號，狀態(tài)發(fā)生為高（低）電平時，觸發(fā)器接受輸入激勵信號，狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移。2.2.電位觸發(fā)方式的特點：電位觸發(fā)方式的特點：在約定鐘控信號電平（在約定鐘控信號電平（CP=1CP=1或或CP=0CP=0）期間，輸入激勵信號的）期間，輸入激勵信號的變化都會引起觸發(fā)器狀態(tài)的改變；變化都會引起觸發(fā)器狀態(tài)的改變；在約定鐘控信號電平（在約定鐘控信號電平（CP=0CP=0或或CP=1CP

23、=1）期間，無論輸入激勵信）期間，無論輸入激勵信號如何變化，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。號如何變化，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)器鐘控（同步）觸發(fā)器37 CP S R Q 鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器在觸發(fā)器在CPCP的有效電平期間，的有效電平期間，R R、S S如果發(fā)生多次變化，如果發(fā)生多次變化，觸發(fā)器的狀態(tài)也隨著變化多次。對信號的敏感時間長，抗干擾觸發(fā)器的狀態(tài)也隨著變化多次。對信號的敏感時間長，抗干擾能力差能力差。3.3.鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器存在的空翻現(xiàn)象觸發(fā)器存在的空翻現(xiàn)象解決辦法解決辦法? ? Q & & 2 1 & 3 & 4 R S Q 5.3 5.3 鐘控（同步）觸發(fā)

24、器鐘控（同步）觸發(fā)器385.4 5.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器一、一、 主從觸發(fā)器基本原理主從觸發(fā)器基本原理為了避免空翻現(xiàn)象可以采用具有存儲功能的觸發(fā)引導電為了避免空翻現(xiàn)象可以采用具有存儲功能的觸發(fā)引導電路，主從結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器就是這類電路。路，主從結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器就是這類電路。 從觸發(fā)器主觸發(fā)器1QQQQKJCP主從JK觸發(fā)器原理框圖 395.4 5.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 輸出狀態(tài)變化的時刻在時鐘的下降沿。輸出狀態(tài)變化的時刻在時鐘的下降沿。 輸出狀態(tài)如何變化，則由時鐘輸出狀態(tài)如何變化，則由時鐘CPCP下降沿到來前一瞬間的下降沿到來前一瞬間的R R、S S值按值按RSRS觸發(fā)器的特征方程來決定。觸發(fā)

25、器的特征方程來決定。 1 1、主從、主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器SCPRG 8G7G 9G 5G 6&1QQG 3G1G 2G4主觸發(fā)器主觸發(fā)器 從觸發(fā)器從觸發(fā)器 1 1&QQ0 00 01 1&CP=1時，主時，主FF接收激勵信號，其狀態(tài)方程為：接收激勵信號，其狀態(tài)方程為：nn1nQRSQRS主主QCP由由1跳變到跳變到0時，主時，主FF封鎖，從封鎖，從FF狀態(tài)改變，其狀態(tài)方程為：狀態(tài)改變，其狀態(tài)方程為：nnnQRSQQ11主CP=0期間，主期間，主FF封鎖，由于封鎖，由于Q主主不變，從不變，從FF輸出不再變化。輸出不再變化。40 J CP K & & & & & & & & 1 & & G8

26、G7 G10 G11 G9 G3 G1 G2 G4 G6 G5 Q Q Q Q 5.4 5.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器2 2、主從、主從JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器主觸發(fā)器主觸發(fā)器 從觸發(fā)器從觸發(fā)器 將將S=JQn、R=KQn代入主從代入主從RSFF狀態(tài)方程即可得到主從狀態(tài)方程即可得到主從JKFF的狀態(tài)方程為：的狀態(tài)方程為：nnnQKQJQ1415.4 5.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器二、二、 主從主從JKJK觸發(fā)器主觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器主觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)所謂一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象是指在所謂一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象是指在CPCP=1=1期間，主觸發(fā)器接收了輸入激期間，主觸發(fā)器接收了輸入激勵信號發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，主觸發(fā)器狀態(tài)就一直

27、保持不變，它勵信號發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，主觸發(fā)器狀態(tài)就一直保持不變，它不再隨輸入激勵信號不再隨輸入激勵信號J J、K K的變化而變化。的變化而變化。 在在CPCP=1=1期間主觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為：期間主觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為：1nnnnnDDQSRQJQKQ Q主主主主主 nnQQ主nnQQ主1nnnnnQJQKQ QQ主由于在主觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生改變之前，即由于在主觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生改變之前，即CPCP=0=0時，時，如果，在如果，在CPCP由由0 0正向跳變?yōu)檎蛱優(yōu)? 1或或CPCP=1=1期間，主觸發(fā)器接收激期間，主觸發(fā)器接收激由上式可見，在由上式可見，在CP=1CP=1期間，一旦主觸發(fā)器

28、發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，主期間，一旦主觸發(fā)器發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，主觸發(fā)器狀態(tài)就一直保持不變，而與觸發(fā)器狀態(tài)就一直保持不變，而與J J端和端和K K端的狀態(tài)無關(guān)。這就端的狀態(tài)無關(guān)。這就是主從是主從JKJK觸發(fā)器一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。觸發(fā)器一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。勵信號，狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即勵信號，狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即，將該式代入上式，得：，將該式代入上式，得：425.4 5.4 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器主從主從JKJK觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端抗干擾能力較弱。觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端抗干擾能力較弱。 主從主從JKJK觸發(fā)器的工作波形圖觸發(fā)器的工作波形圖二、二、 主從主從JKJK觸發(fā)器主觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器主觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)435.4 5.4 主從觸發(fā)器

29、主從觸發(fā)器三、主從觸發(fā)器的脈沖工作特性三、主從觸發(fā)器的脈沖工作特性 以上圖以上圖 所示電路為例來說明觸發(fā)器工作時，對時鐘所示電路為例來說明觸發(fā)器工作時，對時鐘CPCP及激勵信號及激勵信號J J、K K的要求。的要求。 時鐘時鐘CPCP由由0 0上跳至上跳至1 1及及CPCP=1=1的準備階段，要求：的準備階段，要求：CPCP=1=1的持續(xù)期的持續(xù)期t tCPHCPH22t tpdpd。 CPCP由由1 1下跳至下跳至0 0時，主觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移至從觸發(fā)時，主觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移至從觸發(fā)器。器。 要求：要求：要求要求CPCP=0=0的持續(xù)期的持續(xù)期t tCPLCPL33t tpdpd。 為了保證觸發(fā)

30、器能可靠地進行狀態(tài)變化，允為了保證觸發(fā)器能可靠地進行狀態(tài)變化，允許時鐘信號的最高工作頻率為許時鐘信號的最高工作頻率為max115CPCPHCPLpdfttt445.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器不僅可以克服電位觸發(fā)方式的多次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而邊沿觸發(fā)器不僅可以克服電位觸發(fā)方式的多次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而且僅在且僅在CPCP上升沿或下降沿，才對輸入信號響應(yīng)，這樣大大提上升沿或下降沿，才對輸入信號響應(yīng)，這樣大大提高了抗干擾能力，工作更為可靠。高了抗干擾能力，工作更為可靠。 一、一、 維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器觸發(fā)器 維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器觸發(fā)器 RD D SD & & & & & &

31、G5 G6 G3 G4 G1 G2 Q Q CP 預預置置端端清清零零端端1 10 01 10 00 01 11 11 11 11 11 11 11 10 0基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器455.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器CPCP0 0維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器觸發(fā)器 RD D SD & & & & & & G5 G6 G3 G4 G1 G2 Q Q CP Q5 Q6 Q3 Q4 SD=RD =1 &0 01 11 11 11 1Qn+1=Qn&D DD DDQ 5DQ 6CP = 0 期間期間D信號存于信號存于Q611465.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器CPCP由由0 0變變1 1

32、維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器觸發(fā)器 RD D SD & & & & & & G5 G6 G3 G4 G1 G2 Q Q CP Q5 Q6 Q3 Q4 DQn 1DQn 1&D DD DD DD DD DD DSD=RD =1 11475.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器CPCP1 1維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器觸發(fā)器 RD D SD & & & & & & G5 G6 G3 G4 G1 G2 Q Q CP Q5 Q6 Q3 Q4 SD=RD =1 &D DD D1 1若若Q3=0， Q4=1 0 01 11 10 0置置0維持線維持線1 10 01 1置置1阻塞線阻塞線11485.5

33、5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器CPCP1 1維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器觸發(fā)器 RD D SD & & & & & & G5 G6 G3 G4 G1 G2 Q Q CP Q5 Q6 Q3 Q4 &D DD D1 1若若Q3=1， Q4=0 1 10 00 0置置1維持線維持線1 1&1 1SD=RD =1 1 1置置0阻塞線阻塞線11495.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器分析結(jié)果：分析結(jié)果： SDSD和和RDRD為直接異步置為直接異步置1 1和置和置0 0端。端。 當當RD=0RD=0，SD=1SD=1，保證觸發(fā)器可靠置，保證觸發(fā)器可靠置0 0。 當當RD=1RD=1，SD=0SD=0，保

34、證觸發(fā)器可靠置，保證觸發(fā)器可靠置1 1。 當當RD=1RD=1，SD=1SD=1時：時： CP=0CP=0時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。 CPCP上升沿時，觸發(fā)器上升沿時，觸發(fā)器 的狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移，其的狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移，其次態(tài)取決于次態(tài)取決于CPCP脈沖上升沿到達前瞬間脈沖上升沿到達前瞬間D D端的信號：端的信號： CP=1CP=1時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器具有邊沿觸發(fā)的功能，并有觸發(fā)器具有邊沿觸發(fā)的功能，并有效地防止了空翻。效地防止了空翻。 DQ1n505.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器二、二、 脈沖工作特性脈沖工作特性由圖

35、可知，維持由圖可知，維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器的工作分兩個階段：觸發(fā)器的工作分兩個階段： CPCP=0=0期間為準備階段，期間為準備階段，CPCP由由0 0變至變至1 1時為觸發(fā)器的狀態(tài)時為觸發(fā)器的狀態(tài)變化階段。為了使觸發(fā)器可靠工作，必須要求：變化階段。為了使觸發(fā)器可靠工作，必須要求： CPCP=0=0期間，在建立時間期間，在建立時間t tsetset內(nèi)要求內(nèi)要求D D信號保持不變，信號保持不變，且且CPCP=0=0的持續(xù)時間的持續(xù)時間t tCPL2CPL2t tpdpd。 在在CPCP由由0 0變至變至1 1及及CPCP脈沖前沿到達后，保持時間脈沖前沿到達后，保持時間t th h，t th

36、 h= =t tpdpd。 從從CPCP由由0 0變至變至1 1開始，要求開始，要求CPCP=1=1的持續(xù)時間的持續(xù)時間 t tCPHCPH3t3tpdpd。 為使維持為使維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器可靠工作，觸發(fā)器可靠工作，CPCP的最高工作的最高工作頻率為頻率為 max115CPCPLCPHpdfttt515.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器維持維持阻塞式阻塞式D D觸發(fā)器波形圖觸發(fā)器波形圖 525.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器三、邊沿觸發(fā)器三、邊沿觸發(fā)器 負邊沿負邊沿JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器 利用門傳輸延遲利用門傳輸延遲時間構(gòu)成的負邊時間構(gòu)成的負邊沿沿JKJK觸發(fā)器邏輯觸發(fā)器邏輯電路。圖中的兩電路。圖中的兩個與或非門構(gòu)成個與或非門構(gòu)成基本基本RSRS觸發(fā)器，觸發(fā)器，兩個與非門兩個與非門(1(1、2 2門門) )作為引導門，作為引導門，在制作時已保證在制作時已保證與非門的延遲時與非門的延遲時間大于基本間大于基本RSRS觸觸發(fā)器的傳輸延遲發(fā)器的傳輸延遲時間。時間。 531, 0DDRS0, 1DDRS5.5 5.5 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器負邊沿負邊沿JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器 當當時，實現(xiàn)置時，實現(xiàn)置1當當時，實現(xiàn)置時，實現(xiàn)置0當當1, 1DDRSCP=1時，時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。觸發(fā)器狀態(tài)保持不