數(shù)字電子技術(shù)第四部分鎖存器和觸發(fā)器基礎(chǔ)

數(shù)字電子技術(shù)第四部分鎖存器和觸發(fā)器基礎(chǔ)第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五鎖存器/觸發(fā)器基本概念一種具有記憶功能的基本邏輯單元，是構(gòu)成數(shù)字電路中時序邏輯電路的基本邏輯器件特點(diǎn)：具有兩個能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，用于表示邏輯狀態(tài)或二進(jìn)制數(shù)的0和1；根據(jù)不同的輸入信號可以置成1或0狀態(tài)。依靠電路的反饋?zhàn)饔脮簳r保持穩(wěn)定，可以暫存信號，電路電源切斷后，狀態(tài)自動消失。分類：可以按電路結(jié)構(gòu)形式、控制方式和邏輯功能進(jìn)行分類第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五一、觸發(fā)器基礎(chǔ)R-S觸發(fā)器（Set-ResetLatch）同步R-S觸發(fā)器（GatedS-RLatch）、D觸發(fā)器（GatedDLatch）、JK觸發(fā)器（thePulse-TriggeredMaster-SlaveJKFlip-Flop）主－從觸發(fā)器（Master-SlaveFlip-Flops）第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五基本RS觸發(fā)器功能表邏輯表達(dá)式約束條件SR=0第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五用與非門組成的基本RS觸發(fā)器功能表SR

Qn

Qn+1

Notes

11

00保持（記憶）11

0101置111

1000置010

0001*不定（失效）10*第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五電平型基本RS觸發(fā)器的動作特點(diǎn)S為0時，RS觸發(fā)器Q端輸出為1，而R為0時，RS觸發(fā)器Q端輸出為0。因此，S稱為直接置位(Set)端，R稱為直接復(fù)位(Reset)端，基本RS觸發(fā)器稱為直接置位、復(fù)位觸發(fā)器第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五RS觸發(fā)器集成電路芯片第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五基本RS觸發(fā)器應(yīng)用舉例(1)第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五基本RS觸發(fā)器應(yīng)用舉例（2）—消除機(jī)械開關(guān)振動引起的脈沖（毛刺）第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五RS第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五基本RS觸發(fā)器問題輸入信號直接加在輸出門上，在輸入信號電平的全部作用時間中，都可以直接改變輸出端的狀態(tài)。不能滿足數(shù)字系統(tǒng)中某些觸發(fā)器同一時刻動作以協(xié)調(diào)各部分動作的要求第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五同步RS觸發(fā)器功能表邏輯表達(dá)式:第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五同步RS觸發(fā)器功能表CPSR

Qn

Qn+1

Notes0xx00保持（記憶）111

00

00111

0101置0111

1000置1101

1101*不定（失效）10*第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五帶異步置位、復(fù)位端的同步RS觸發(fā)器第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五同步RS觸發(fā)器和D觸發(fā)器D觸發(fā)器特征方程：Qn+1＝D第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五同步JK觸發(fā)器第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五JK觸發(fā)器功能表與特征方程功能表特征方程：第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五同步JK觸發(fā)器特性表CPJKQnQn+1功能說明0xx00保持（記憶）11100001110100置0101001置11111101翻轉(zhuǎn)（計數(shù)）10第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五同步觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五從同步RS觸發(fā)器到主從RS觸發(fā)器第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五主從JK觸發(fā)器與T觸發(fā)器主從JK觸發(fā)器特征方程T觸發(fā)器特征方程如果T直接接高電平，則稱為T’觸發(fā)器，特征方程第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五T’觸發(fā)器特點(diǎn)特點(diǎn)：Q端輸出方波頻率為控制脈沖CP頻率的1／2。如果以控制脈沖CP為輸入，Q為輸出，T觸發(fā)器可以作分頻器使用波形圖第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五JK觸發(fā)器的一次變化問題JK觸發(fā)器用電平觸發(fā)，要求CP＝1期間，JK輸入狀態(tài)保持不變—主觸發(fā)器能且僅能翻轉(zhuǎn)一次第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五維持阻塞邊沿D觸發(fā)器第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五邊沿D觸發(fā)器特點(diǎn)在CP正跳沿前接受輸入信號，正跳沿時觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，正跳沿后輸入被封鎖——正邊沿觸發(fā)器較同類工藝的主從觸發(fā)器抗干擾能力強(qiáng)、工作速度快第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五利用傳輸延遲的JK邊沿觸發(fā)器（見書P221）第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五觸發(fā)器邏輯符號回顧第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五觸發(fā)器的互相轉(zhuǎn)換目的和意義：將手中現(xiàn)有的觸發(fā)器器件轉(zhuǎn)成所需觸發(fā)器，可充分發(fā)揮作用。方法：

1、公式法：利用特征方程聯(lián)解求轉(zhuǎn)換邏輯，可用邏輯代數(shù)中的公式定理進(jìn)行運(yùn)算。

2、圖形法第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器JK觸發(fā)器特征方程：D觸發(fā)器特征方程：JK轉(zhuǎn)為D：第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為RS觸發(fā)器RS觸發(fā)器特征方程：轉(zhuǎn)換：J=S，K=R第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器比較特性方程第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為RS觸發(fā)器比較特性方程：第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器比較特性方程：第34頁，共36頁，2023年，2月20日，星期五觸發(fā)器的功能描述方法討論時鐘控制的觸發(fā)器的描述方法觸發(fā)器的當(dāng)前狀態(tài)用Qn表示，時鐘信號作用下觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)用Qn+1表示（次態(tài)）描述觸發(fā)器的工作情況可以用特征表（狀態(tài)表）、特征方程（狀態(tài)方程）、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第35頁，共36頁，2023年