触发器ppt

触发器1基本RS触发器2同步（钟控）RS触发器3JK触发器4边沿触发器触发器触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。它是一种具有记忆功能，能储存1位二进制信息的逻辑电路。触发器的特点：我们把输入信号作用前的触发器状态称为现在状态(“现态”)，用Qn和Qn表示(或用Q和Q表示)；把在输入信号作用后触发器的状态称为下一状态(“次态”)，用Qn+1和Qn+1表示。①具有两个稳定的状态，用来表示电路的两个逻辑状态；②在输入信号作用下，可以被置成“0”态或“1”状态；③当输入信号撤消后，所置成的状态能够保持不变。一、电路结构和逻辑符号SDRDSDRDQQQQ(a)逻辑图(b)逻辑符号&&SR1基本RS触发器由两个与非门的输入端、输出端交叉连接构成。(反馈)信号输入端，低电平有效。互补输出端：Q=0、Q=1的状态称“0”态，Q=1、Q=0的状态称“1”态。SDRDQQ&&RDSDQn+11001010①RD=0、SD=1时：不论触发器原来处于什么状态次态都将变成“0”态，这种情况称将触发器置“0”或复位。RD端称为触发器的置“0”端或复位端(低电平有效)。二、工作原理1基本RS触发器SDRDQQ&&0110RDSDQn+10101011基本RS触发器②RD=1、SD=0时：不论触发器原来处于什么状态次态都将变成“1”态，这种情况称将触发器置“1”或置位。SD端称为触发器的置“1”端或置位端(低电平有效)。SDRDQQ&&1110③RD=1、SD=1时：触发器保持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了触发器具有记忆能力。RDSDQn+101010111保持101基本RS触发器SDRDQQ&&0011RDSDQn+101010111保持00不定？1基本RS触发器④RD=0、SD=0时：Qn+1=Qn+1=1，不符合触发器的互补输出关系。并且当RD、SD同时由0变为1时，由于两与非门的延迟时间不等，使触发器的次态不确定。这种情况是不允许的。规定RS触发器要遵循RD+SD=1的约束条件。1.状态转移真值表1基本RS触发器三、基本RS触发器的功能描述将触发器的次态Qn+1与现态Qn，以及输入信号之间的逻辑关系用表格的形式表示出来，称为状态转移真值表，简称状态表或真值表。基本RS触发器状态真值表RDSDQnQn+1功能000×不允许001×0100Qn+1＝0置“0”01101001Qn+1＝1置“1”10111100Qn+1＝Qn保持1111RDSDQn+100不定01010111Qn简化真值表记忆！RDSDQn000111100×0011×011次态Qn+1的卡诺图约束条件SRQRSQRSQDDnDDnDDn111基本RS触发器2.特征方程描述触发器逻辑功能的函数表达式称为特征方程，又称状态方程或次态方程。描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称为状态转移图，简称状态图。011基本RS触发器3.状态转移图（状态图）RD=×SD=1RD=1SD=×RD=0,SD=1RD=1,SD=0圆圈表状态箭头表转移方向标注表转移条件RDSDQQ置1置0置1置1置1保持不允许1基本RS触发器工作波形图又称为时序图，是描述触发器的输出状态随时间和输入信号变化的规律的图形。4.波形图SCPRQQQQQQG1G2G3G4SCPRSCPR&QQSCPR(a)逻辑电路(b)曾用符号1SC11R(c)国标符号&&&RDSD2同步（钟控）RS触发器一、电路结构和逻辑符号所谓同步触发器就是要求只有在同步信号到达时，触发器的状态才能发生变化。而这个同步信号叫做时钟信号（时钟脉冲），用CP表示。RSQRSQnn)(约束条件012同步（钟控）RS触发器SCPRQQRDSDG1G2G3G4&&&&二、工作原理－－－电平触发方式①CP＝0时，RD=SD=1，触发器保持原来状态不变。②CP＝1时，RD=R，SD=S工作情况与基本RS触发器相同。三、功能描述1.特征方程（CP＝1时）RSQn+100Qn01110011不定2.状态真值表（CP＝1时）CPRSQQ不变不变不变不变不变不变置1置0置1置0不变2同步（钟控）RS触发器3.状态转移图（CP=1）4.波形图（设初态为0）01R=×S=0R=0S=×R=1,S=0R=0,S=1CPSRQ有效翻转空翻2同步（钟控）RS触发器四、同步RS触发器存在的问题－－空翻现象在一个时钟脉冲周期（CP=1）中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。由于在CP=1期间，G3、G4门为“开门”，都能接收R、S信号。所以，如果在CP=1期间R、S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。为避免计数混乱，要求每来一个CP脉冲，触发器只发生一次翻转。CP脉冲的宽度（CP＝1）应限制在2tpd≤tCP≤3tpd3主从JK触发器一、电路结构和逻辑符号主触发器从触发器JCPKJCPKQQQQQQJK曾用符号1J1K国标符号CPC13主从JK触发器二、工作原理①CP=1时，主触发器接收输入信号，从触发器被封锁，输出状态保持不变。nDnDKQRQJS主主，nnnnDD1nQKQQJQRSQ主主主主主1nnnnDDQJKQQJKQRS主主主触发器的状态方程：（无约束条件）3主从JK触发器②CP=0时，主触发器被封锁，保持不变；从触发器接收主触发器的状态送往输出端。1nD1nDQRQS主从主从，111nnnnnDD1nQQQQQRSQ主主主从从nn1nQKQJQ主从JK触发器的状态方程：（无约束条件）nnn1nQKQQJQ主主3主从JK触发器JKQnQn+1功能00000101nnQQ1保持0100110001nQ置01001011111nQ置111011110nnQQ1翻转三、功能描述1.状态真值表JKQn+100Qn01010111Qn简化真值表01J=0K=×J=×K=0J=×,K=1J=0,K=×2.状态转移表nn1nQKQJQCPJKQ3主从JK触发器3.波形图主从JK触发器工作过程分两步：①CP=1时，主触发器接收输入信号，从触发器被封锁而保持不变；②CP由“1”变“0”时，主触发器被封锁，从触发器接收主触发器的状态，触发器的状态发生相应变化，CP＝0期间，触发器状态保持。而输出状态如何变化，是由时钟CP下降沿到来前一瞬间的J、K值按JK触发器的特征方程来决定。设初态Q=0Q和Q的变化仅发生在CP的下降沿。－－脉冲触发方式（克服了空翻现象）3主从JK触发器四、主从JK触发器存在的问题－－一次翻转现象所谓一次翻转现象是指在CP=1期间，主触发器接收了输入激励信号只发生一次翻转后，主触发器状态就一直保持不变，它不再随输入激励信号J、K的变化而变化的现象。①在主触发器状态未改变之前，，所以在CP＝1期间，从触发器状态不变，主触发器状态按JK逻辑功能发生变化，即。nnnnn1nQKQJQKQQJQ主主nnQQ主②一旦主触发器的状态发生一次翻转后，即，此后，主触发器的状态方程变为：。而在CP＝1期间从触发器状态不变，所以当主触发器在CP＝1期间发生了一次翻转之后，就一直保持不变，也就不随输入J、K的变化而变化。nnnnnnn1nQQQKQJQKQQJQ)(主nnQQ主CPJKQ主Q主QQt1t2t3nnn1nQKQQJQ主主设初态Q=0错误动作要求在CP＝1期间输入信号J、K不能发生变化，则应使CP=1的宽度尽可能窄。3主从JK触发器一次翻转现象3主从JK触发器2.CP=1时，J、K输入信号发生了变化：①若CP下降沿前Q=0，且CP=1期间J、K信号若出现使Q变为1的组合，即JK=10或11，则CP下降沿时Q变为1。否则Q仍为0。②若CP下降沿前Q=1，且CP=1期间J、K信号若出现使Q变为0的组合，即JK=01或11，则CP下降沿时Q变为0。否则Q仍为1。小结：主从JK触发器波形图的画法1.CP=1时，J、K输入信号没有发生变化：输出状态Q由CP下降沿到来前一瞬间的J、K值按JK触发器的特征方程来决定。设初态Q=0QCPJK1233主从JK触发器设初态Q=0练习：主从JK触发器，试画出Q的波形图。边沿触发方式的触发器有两种类型：一种是维持—阻塞式触发器，它是利用直流反馈来维持翻转后的新状态，阻塞触发器在同一时钟内再次产生翻转；另一种是边沿触发器，它是利用触发器内部逻辑门之间延迟时间的不同，使触发器只在约定时钟跳变时才接收输入信号。4边沿触发器同时具备以下条件的触发器称为边沿触发器：①触发器仅在CP某一约定跳变沿到来时，才接收输入信号；②在CP=0或CP=1期间，输入信号的变化不会引起触发器输出状态变化。优点：不仅克服了空翻现象，而且大大提高了抗干扰能力。4边沿触发器一、维持—阻塞式D触发器&&&&&&G3G1G6G4G2S´R´QQS´DR´DDCP①②③④G5RDSDRD、SD为直接置“0”、置“1”端，低电平有效。其操作不受CP控制，因此也称异步置“0”、置“1”端。1.电路结构和逻辑符号&&&&&&G3G1G6G4G2S´R´QQS´DR´DDCP①②③④G54边沿触发器2.工作原理DDQDQRSQnnDD1n011DD1DDD触发器的特征方程为：即D触发器的输出状态仅在CP的上升沿发生变化，且由CP上升沿到达前瞬间输入信号D的值决定。&&&&&&G3G1G6G4G2S´R´QQS´DR´DDCP①②③④G54边沿触发器3.维持、阻塞线的作用①线：置“1”维持线；③线：置“0”阻塞线。②线：置“0”维持线；④线：置“1”阻塞线。1011101110置“1”有效防止了“空翻”，且抗干扰能力强。4边沿触发器4.功能描述DQn+10011①状态真值表01D=0D=1D=0D=1②状态转移表③波形图QCPD123451）触发器的触发翻转仅发生在CP的上升沿。2）判断触发器次态的依据是CP上升沿前一瞬间输入端D的状态。设初态Q=04边沿触发器二、由CMOS传输门构成的边沿D触发器TG1TG3≥1TG2≥1≥1TG4≥111CPG1CPCPCPCPCPCPCPG3G2G4G6G5主Q主QDQQSDRDRD、SD为异步置“0”、置“1”端，高电平有效。正常工作时，SD=RD=0。主触发器从触发器输出门1.电路结构TG1TG3≥1TG2≥1≥1TG4≥111CPG1CPCPCPCPCPCPCPG3G2G4G6G5主Q主QDQQ4边沿触发器2.工作原理主触发器从触发器输出门DDQ1nCP0√×√√√×××SD=RD=0DDDD状态方程为：D（上升沿触发）C1SR1DQQSDCPRDD...&≥1&≥1&&RDQQSDCPJK21′RD′SD4边沿触发器三、利用传输延迟时间构成的边沿触发器1.负边沿JK触发器电路结构和逻辑符号QC11KQ&1J1JC11KSRQQC11K1JJKCPQQ①特征方程nnnQKQJQ14边沿触发器2.功能描述（CP下降沿触发）JKQn+100Qn01010111Qn②状态真值表③波形图CPJQK设初态Q=0nnnQTQTQ1nnQQ14边沿触发器四、T触发器和T′触发器1.T触发器①特征方程：将JK触发器的J和K相连作为T输入端就构成了T触发器。TQn+10Qn1Qn②状态真值表01T=0T=0T=1T=1③状态转移表2.T′触发器当T触发器的输入端为T=1时，称为T′触发器。特征方程为：QC1TQ1NCPT触发器逻辑符号小结1．触发器有两个基本性质：（1）在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（0或1状态）之一而保持不变；（2）在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。2．描写触发器逻辑功能的方法主要有特性方程、状态真值表、状态转移图和波形图等。3．触发方式：(1)基本RS触发器，为电平触发方式。(2)同步RS触发器，为电平触发方式。(3)主从JK触发器，为脉冲触发方式。(4)边沿触发器，为边沿触发方