第四章集成觸發(fā)器

第四章集成觸發(fā)器《數(shù)字電路》江西省井岡山應(yīng)用科技學(xué)校TableofContents基本RS觸發(fā)器4.1同步RS觸發(fā)器4.2觸發(fā)器的觸發(fā)方式4.3JK觸發(fā)器4.4D觸發(fā)器4.5T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器4.6集成觸發(fā)器的應(yīng)用4.7掌握基本RS觸發(fā)器的電路組成、邏輯功能和工作原理了解同步RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、掌握同步RS觸發(fā)器真值表掌握J(rèn)K觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器的邏輯功能掌握集成JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器的使用常識(shí)能簡述幾種常見的集成觸發(fā)器型號(hào)了解常見集成觸發(fā)器的應(yīng)用常識(shí)123456基本RS觸發(fā)器第一節(jié)1．電路組成（1）邏輯電路

②觸發(fā)器的狀態(tài)：Q=0，處于0

態(tài)；Q

=1，處于1

態(tài)。

①2個(gè)輸入端、，2個(gè)輸出端、Q。

（2）邏輯符號(hào)圖4.1.1圖4.1.22．邏輯功能

Q狀態(tài)決定于輸入端、電平高低。

（1）=1，=1，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。

①Q(mào)=0、，電路處于0態(tài)，則Q=0使門G1輸出為1，即；而、=1送到與非門G2的兩個(gè)輸入端，保持Q=0。觸發(fā)器保持原態(tài)不變。

②電路處于

1態(tài)，Q=1、，則使G2門輸出為高電平，即保持Q=1；而Q=1、送到與非門G1的兩個(gè)輸入端，保持。觸發(fā)器保持原態(tài)不變。

（2）=0，=1，觸發(fā)器為0

態(tài)。

，使

G1的輸出，此時(shí)，G2的兩個(gè)輸入端全為

1，因而Q=0，觸發(fā)器被置為0態(tài)，并且與原狀態(tài)無關(guān)。2．邏輯功能

（3）=1，=0，觸發(fā)器為1

態(tài)。

（4）=0，=0，觸發(fā)器狀態(tài)不定。

，使G2的輸出Q=1，此時(shí)，G1的兩個(gè)輸入端全為1，因而，觸發(fā)器被置為1

態(tài)，并且與原狀態(tài)無關(guān)。Q邏輯功能0110101001不變不定置0置1保持基本RS觸發(fā)器真值表。3．結(jié)論

把端加低電平觸發(fā)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器為0態(tài)，稱為置0端，又稱復(fù)位端。

把端加低電平觸發(fā)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器為1態(tài)，稱為置1端，也叫置位端。

觸發(fā)器在外加信號(hào)作用下，狀態(tài)發(fā)生了轉(zhuǎn)換，稱之為翻轉(zhuǎn)。外加的信號(hào)稱為“觸發(fā)脈沖”。

（3）觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)：（1）置0端（2）置1端同步RS觸發(fā)器第二節(jié)

由時(shí)鐘脈沖控制的RS觸發(fā)器稱為同步RS觸發(fā)器，又稱時(shí)鐘控制RS觸發(fā)器。

1．電路組成

2．工作原理

（1）無時(shí)鐘脈沖作用時(shí)（CP=0）

CP=0時(shí)，G3、G4門被封鎖，輸入信號(hào)R、S不起作用，觸發(fā)器維持原狀態(tài)。

（2）有時(shí)鐘脈沖作用時(shí)（CP=1）

CP=1時(shí)，G3、G4門被打開，輸入信號(hào)R、S經(jīng)倒相后被引導(dǎo)到基本RS觸發(fā)器的輸入端，可以直接控制基本RS觸發(fā)器。圖4.2.1如圖4.2.1所示

2．工作原理（3）真值表時(shí)鐘脈沖CP輸入信號(hào)輸出狀態(tài)功能說明RSQn+10Qn保持100Qn保持1100置01011置1111不允許Qn：表示時(shí)鐘脈沖CP到來前的狀態(tài)，即原態(tài)。Qn+1

：表示CP脈沖到來后的狀態(tài)，即現(xiàn)態(tài)。（4）邏輯符號(hào)圖4.2.2解：Q為高電平，為低電平。波形如圖4.2.3所示。

[例4-1]

設(shè)基本RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)、的波形如圖所示。觸發(fā)器初始狀態(tài)Q=1，試在、波形下方，畫出Q、的信號(hào)波形。圖4.2.3

[例4-2]

同步RS觸發(fā)器。若S、R及CP脈沖如圖4.2.4所示。試在它們的下方畫出Q

的信號(hào)波形。圖4.2.4解：

[例4-2]

同步RS觸發(fā)器。若S、R及CP脈沖如圖4.2.4所示。試在它們的下方畫出Q

的信號(hào)波形。

第一個(gè)CP脈沖到來后，S=R=0，觸發(fā)器保持原態(tài)，Q為0。

第二個(gè)CP脈沖到來后，S=1，R=0，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，Q=1。

第三個(gè)CP脈沖作用期間，S=1，R=0，觸發(fā)器繼續(xù)保持1態(tài)不變。

初態(tài)：Q=0。

第五、第六個(gè)CP脈沖作用期間，S為高電平1，R=0，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為1態(tài)。

第四個(gè)CP脈沖作用期間，S=0，R=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為0態(tài)。Q觸發(fā)器的觸發(fā)形式第三節(jié)4.3.1

同步觸發(fā)4.3.2

上升沿觸發(fā)4.3.3

下降沿觸發(fā)4.3.4

主從觸發(fā)4.3.1

同步觸發(fā)

同步觸發(fā)采用電平觸發(fā)方式，一般為高電平觸發(fā)即在

CP高電平期間輸入信號(hào)起作用。2．空翻現(xiàn)象

空翻現(xiàn)象：時(shí)鐘脈沖太寬時(shí)，一個(gè)CP脈沖會(huì)引起觸發(fā)器的多次翻轉(zhuǎn)。

計(jì)數(shù)觸發(fā)型鐘控同步觸發(fā)器，必須在時(shí)鐘脈沖寬度足夠窄的條件下，才能正常工作。

同步RS觸發(fā)器波形圖如圖4.2.5所示。

1．波形圖圖4.3.1CP高電平期間觸發(fā)4.3.2

上升沿觸發(fā)

觸發(fā)器只在時(shí)鐘脈沖上升沿時(shí)刻，根據(jù)輸入信號(hào)翻轉(zhuǎn)。可以克服空翻現(xiàn)象。如圖4.2.6所示。圖4.3.24.3.3

下降沿觸發(fā)

下降沿觸發(fā)器只在CP時(shí)鐘脈沖下降沿時(shí)刻，根據(jù)輸入信號(hào)翻轉(zhuǎn)，同樣可以保證在一個(gè)CP周期內(nèi)觸發(fā)器只動(dòng)作一次。圖4.3.34.3.4

主從觸發(fā)1.邏輯電路

由兩個(gè)同步RS觸發(fā)器加上一個(gè)非門組成。如圖4.3.4所示。圖4.3.42.工作原理

當(dāng)CP

高電平期間，主觸發(fā)器接收R、S輸入信號(hào)，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；同時(shí)，CP經(jīng)非門變?yōu)榈碗娖郊又翉挠|發(fā)器上，故從觸發(fā)器被封鎖。

當(dāng)CP

低電平期間，主觸發(fā)器被封鎖，R、S輸入信號(hào)不起作用；同時(shí)，CP經(jīng)非門變?yōu)楦唠娖郊又翉挠|發(fā)器上，故從觸發(fā)器被打開，使其輸出與主觸發(fā)器一致。

4.3.4

主從觸發(fā)3.工作特點(diǎn)

從觸發(fā)器的狀態(tài)由主觸發(fā)器決定；主從觸發(fā)器只在每個(gè)輸入CP脈沖的下降沿翻轉(zhuǎn)一次，與CP脈沖的寬度無關(guān)，從而避免空翻現(xiàn)象。

4.波形圖圖4.3.54.3.4

主從觸發(fā)5.邏輯符號(hào)圖4.3.6如圖4.3.6所示

[例4-13]

設(shè)主從RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)CP、R、S的波形如圖4.3.7所示。試畫出輸出Q

的波形圖。圖4.3.7

[例4-13]

設(shè)主從RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)CP、R、S的波形如圖所示。試畫出輸出Q

的波形圖。解：設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為0，即Q=0。

當(dāng)?shù)诙€(gè)CP=1期間，S=０，R=１?？芍?dāng)CP下降沿到來后,Q=0。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)CP=1期間，S=1，R=0?？芍?。當(dāng)CP下降沿到來后，Q由0變?yōu)?。JK觸發(fā)器第四節(jié)4.4.1

電路組成和邏輯符號(hào)4.4.2

邏輯功能4.4.1

電路組成和邏輯符號(hào)1．電路組成

由兩個(gè)鐘控RS觸發(fā)器組成，輸出反饋至主觸發(fā)器的端，輸出Q反饋至主觸發(fā)器的端，并把原輸入端重新命名為J端和K端。如圖12.4.1所示。圖4.4.1圖4.4.22．邏輯符號(hào)如圖4.4.2所示。4.4.2

邏輯功能2．J=1，K=0，Qn+1=1

主觸發(fā)器處于Q1=1狀態(tài)；從主觸發(fā)器被封鎖，輸出狀態(tài)不變。CP的下降沿到來后，將主觸發(fā)器的Q1

、傳送到從觸發(fā)器去，所以觸發(fā)器狀態(tài)為1態(tài)。1．J=0，K=0，Qn=Qn+1

主觸發(fā)器被封鎖，CP脈沖到來后，觸發(fā)器狀態(tài)不翻轉(zhuǎn)，Qn=

Qn+1，輸出保持原態(tài)。

3．J=0，K=1，Qn+1=0

主觸發(fā)器處于Q1=0狀態(tài)；從主觸發(fā)器被封鎖，輸出狀態(tài)不變。CP下降沿到來后，將主觸發(fā)器的Q1

、傳送到從觸發(fā)器，從觸發(fā)器被置0。4．J=1，K=1，Qn+1=Q

當(dāng)時(shí)鐘脈沖到來時(shí)，J=1，K

=1，使主觸發(fā)器被置于與從觸發(fā)器相反的狀態(tài)。CP

=

0時(shí)，從觸發(fā)器隨主觸發(fā)器變化。亦即當(dāng)CP脈沖下降沿到來時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即Qn+1=，隨著CP脈沖不斷輸入，觸發(fā)器狀態(tài)不斷翻轉(zhuǎn)，因而具有計(jì)數(shù)功能。

5．真值表

[例4-4]?設(shè)主從JK觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，試根據(jù)圖示給出的CP、J、K的波形，畫出輸出Q的波形。

圖4.4.3D觸發(fā)器第五節(jié)4.5.1

邏輯功能4.5.2

真值表4.5.3

工作波形圖4.5.1

邏輯功能

D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)由輸入信號(hào)D決定，D=0，置0；D=1置1。D=0，CP上升沿到來后，Qn+1=0，觸發(fā)器置0。D=1，CP上升沿到來后，Qn+1=1，觸發(fā)器置1。圖4.5.14.5.2

真值表0??????00??????11??????01??????101014.5.3

工作波形圖圖12.5.2T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器第六節(jié)4.6.1

邏輯功能4.6.2

真值表4.6.3

工作波形圖T觸發(fā)器可由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而來。如圖4.6.1所示

T觸發(fā)器：在CP脈沖作用下，根據(jù)輸入信號(hào)T的不同狀態(tài)，具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電路，稱為T觸發(fā)器。圖4.6.14.6.1

邏輯功能

（1）T=0，則Qn+1=Qn，觸發(fā)器保持原態(tài)不變。

（2）T=1，則Qn+1=，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，為計(jì)數(shù)狀態(tài)。4.6.2

真值表?????T0?????00?????11?????01?????101104.6.3

工作波形圖

（1）T觸發(fā)器工作波形圖圖4.6.1

（2）T觸發(fā)器

在CP脈沖作用下，只具有翻轉(zhuǎn)（計(jì)數(shù)）功能的電路，稱為T觸發(fā)器。也稱為計(jì)數(shù)型觸發(fā)器?？捎善渌|發(fā)器轉(zhuǎn)換而來。如圖12.6.2所示。①電路

②功能③波形圖4.6.2圖4.6.3如圖4.6.3所示。集成觸發(fā)器的應(yīng)用第七節(jié)4.7.1

集成觸發(fā)器簡介4.7.2

應(yīng)用舉例4.7.1

集成觸發(fā)器簡介1．常用集成JK和D觸發(fā)器的型號(hào)及外引線排列雙JK觸發(fā)器CT74LS112雙JK觸發(fā)器CC4027四D觸發(fā)器CT74LS175雙D觸發(fā)器

CC4013圖4.7.12．引出端的功能、符號(hào)的意義說明（1）字母符號(hào)上方加橫線，表示加入低電平信號(hào)有效。

（2）兩個(gè)觸發(fā)器以上的多觸發(fā)器集成器件，在它的輸入、輸出符號(hào)前，加同一數(shù)字，都屬于同一觸發(fā)器的引出端。

（3）GND表示接地端，NC為空腳，（或CR）表示總清零（即置零）端。

（4）TTL電路的電源一般為+5V，CMOS電路的電源通常在+3~+18V之間，接電源負(fù)極。4.7.2

應(yīng)用舉例1．分頻器（1）電路

應(yīng)用一片CC4027雙JK觸發(fā)器，可以組成2分頻器，也可組成4分頻器。圖4.7.22分頻器4分頻器4.7.2

應(yīng)用舉例1．分頻器（2）接線說明①5、6、16腳接，即有1J=1K=1，電路為計(jì)數(shù)狀態(tài)。②

4、7、8端接地，異步置0、置1功能無效。

③從1CP端輸入2個(gè)時(shí)鐘脈沖，則在1Q的輸出端只輸出1個(gè)脈沖，實(shí)現(xiàn)了2分頻。即（3）波形圖圖4.7.32．觸摸開關(guān)電路