項目十一集成觸發(fā)器－課題1 RS觸發(fā)器

項目十一集成觸發(fā)器課題一RS觸發(fā)器學(xué)習(xí)導(dǎo)入在前面的章節(jié)中，介紹了邏輯門電路和組合邏輯電路，這種電路的特點是，電路的輸出完全由當(dāng)時的輸入狀態(tài)決定，電路并沒有記憶功能。但是在有的數(shù)字電路中，任何時刻的輸出結(jié)果，不但與當(dāng)時電路的輸入狀態(tài)有關(guān)，還與該電路前一時刻的輸出狀態(tài)有關(guān)系，這樣的電路就稱為時序邏輯電路，電路中的基本邏輯單元是觸發(fā)器。因此本章將介紹可以這種存儲1位二進制代碼的基本單元電路——觸發(fā)器。本章主要介紹幾種常用觸發(fā)器的邏輯功能和原理。學(xué)習(xí)目標1.知識目標：掌握觸發(fā)器特點和類型。掌握基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器的邏輯功能和基本原理。掌握JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器的邏輯功能和基本原理。2.能力目標：可以根據(jù)給定的觸發(fā)器電路進行分析和功能判斷?？梢愿鶕?jù)給定的觸發(fā)器電路寫出特征方程。理論引入在數(shù)字電路中，各種信息都是用二進制這一基本信號來表示的，而觸發(fā)器是存放這種信號的基本單元。由于觸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，在基本觸發(fā)器的基礎(chǔ)上能演變出許許多多的其他應(yīng)用電路，因此被廣泛運用。特別是時鐘控制的觸發(fā)器為同時控制多個觸發(fā)器的工作狀態(tài)提供了條件，它是時序電路的基礎(chǔ)單元電路，常被用來構(gòu)造信息的傳輸、緩沖、鎖存電路及其他常用電路。理論引入1)觸發(fā)器特點①觸發(fā)器具有兩個能夠自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別是邏輯0和邏輯1②在適當(dāng)輸入信號作用下，觸發(fā)器可以從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號取消后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來。2)觸發(fā)器的類型①按觸發(fā)方式分類有同步觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及上升沿觸發(fā)方式和下降沿觸發(fā)方式。②按邏輯功能分類有RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器。③同一種觸發(fā)方式又可以實現(xiàn)具有不同功能的觸發(fā)器，同一種功能也可以用不同的觸發(fā)方式來實現(xiàn)。

一、基本RS觸發(fā)器

1. 電路結(jié)構(gòu)

它由兩個與非門（或者或非門）的輸入和輸出交叉連接而成，如圖11-1所示，有兩個輸入端R和S（又稱觸發(fā)信號端）；R為復(fù)位端，當(dāng)R有效時，Q變?yōu)?，故也稱R為置0端；S為置位端，當(dāng)S有效時，Q變?yōu)?，稱S為置“1”端；還有兩個互補輸出端Q和Q。當(dāng)Q=1，Q=0；反之亦然。（a）邏輯電路

（b）（c）邏輯符號圖11-1基本RS觸發(fā)器

一、基本RS觸發(fā)器

2.

功能描述1)當(dāng)R=1,S=0時，不管觸發(fā)器原來處于什么狀態(tài)，其次態(tài)一定為“1”，即，故觸發(fā)器處于置位狀態(tài)。,觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)。。，破壞了觸發(fā)器的正常工作，使觸發(fā)器失效。2)

當(dāng)R=0，S=l時，3)

當(dāng)R=1，S=l時，觸發(fā)器狀態(tài)不變，處于保持狀態(tài)，即4)

當(dāng)R=0，S=0時，而且當(dāng)輸入條件同時消失時，觸發(fā)器是“0”態(tài)還是“1”態(tài)是不定的，即Q的狀態(tài)無法判定。這種情況在觸發(fā)器工作時是不允許出現(xiàn)的。因此使用這種觸發(fā)器時，禁止R=S=0出現(xiàn)。

一、基本RS觸發(fā)器

3.真值表、狀態(tài)圖及特征方程1) 真值表如表11-1所示。輸入輸出邏輯功能RS

000X不定狀態(tài)001X0100置0（復(fù)位）01101001置1（置位）10111100保持原來狀態(tài)1111

2) 狀態(tài)圖

如圖11-2所示。一、基本RS觸發(fā)器

一、基本RS觸發(fā)器

3)特征方程

根據(jù)表11-1畫出卡諾圖如圖11-3所示，化簡得

特征方程為：（11-1-1）（11-1-2）其中約束條件為：二、同步RS觸發(fā)器

在數(shù)字系統(tǒng)中，一般包含不止一個觸發(fā)器，因此要求各觸發(fā)器要一定節(jié)拍下進行翻轉(zhuǎn)動作。由此引入了時鐘脈沖信號CP，使這些觸發(fā)器只有在時鐘信號到達時才按輸入信號改變狀態(tài)，這種受時鐘信號控制的觸發(fā)器稱為時鐘觸發(fā)器。1．電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)時鐘控制的最簡單方式是采用圖11-4所示的同步RS觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。二、同步RS觸發(fā)器

2．功能描述當(dāng)CP=0時，觸發(fā)器不工作，控制門G3、G4處于關(guān)閉狀態(tài)，此時邏輯門輸出均為1，基本RS觸發(fā)器處于保持狀態(tài)。此時無論R、S如何變化，均不會改變G3、G4門的輸出山，故對狀態(tài)無影響。當(dāng)CP=1時，觸發(fā)器工作，其邏輯功能如下：R=0，S=1，，觸發(fā)器置“1”；，觸發(fā)器置“0”；，觸發(fā)器狀態(tài)不變；R=1，S=0,R=S=0，R=S=1，觸發(fā)器失效，工作時不允許。二、同步RS觸發(fā)器

3．真值表及特征方程1）真值表，如表11-2所示。

輸入輸出邏輯功能RS

0000保持原來狀態(tài)00110101置1（置位）01111000置0（復(fù)位）1010110X不定狀態(tài)、禁用111X二、同步RS觸發(fā)器

2）特征方程由表11-2寫出邏輯函數(shù)式為

（11-1-3）（約束條件）（11-1-4）（11-1-5）（約束條件）根據(jù)以上約束條件將邏輯函數(shù)式簡化，可以得到特性方程：二、同步RS觸發(fā)器

4.同步RS觸