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1、同步RS触发器,同步触发器的空翻 在CP为高电平1期间,若同步触发器的输入信号发生多次变化时,其输出状态也会相应发生多次变化的现象。,D触发器的空翻现象,第十三讲 边沿触发器及其功能变换,内容:1.边沿触发器 2.主从触发器 目的与要求: 1. 掌握触发器的边沿触发方式和主从触发方式。 2. 掌握各种逻辑功能的触发器:RS、D、JK、T、T的逻辑功能。 重点:1. 正确理解触发器的逻辑功能和触发方式。 2. 熟练掌握触发器的特性方程。 难点:触发方式、特性表、驱动表的正确理解。,边沿触发器,为何要用边沿触发器 同步触发方式存在空翻,为了克服空翻。 边沿触发器只在时钟脉冲CP上升沿或下降沿时刻接
2、收输入信号,电路状态才发生翻转。从而提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力,它没有空翻现象。 边沿触发器主要有维持阻塞D触发器,边沿JK触发器等 边沿触发器的具体电路不详细分析其工作原理,只简单了解即可。(集成触发器的学习以应用为主,不强调内部电路。),?,CP,上升沿, 下降沿,边沿JK触发器,1. 电路结构 逻辑符号中CP端加“”表示边沿触发输入,加小圆圈 表示下降沿有效触发,不加小圆圈表示上升沿有效触发。,边沿触发器,下降沿有效触发,式中Qn+1为CP下降沿到来后的 状态;Qn为CP到来前的状态。,2. 逻辑功能,边沿JK触发器,3. 具有直接置0和置1端的边沿JK触发器,下图为下降沿触发
3、的边沿JK触发器74LS112。置 0( )置1( )端均为低电平有效,异步方式 (不 受CP的影响)。,4. JK触发器构成的T触发器和T触发器,T触发器:具有保持和翻转功能的触发器。 T触发器:只具有翻转功能的触发器。,(1) JK触发器T触发器 令JK触发器的J=K=T,可得T触发器的特性方程为:,(CP下降沿到来有效),T触发器的逻辑功能为: T=1时:每输入一个时钟脉冲CP,触发器的状态翻 转一次; T=0时:输入时钟脉冲CP时,触发器状态保持不变 T触发器的作用:计数。,(2) JK触发器T触发器 令JK触发器的J=K=1,可得T触发器的特性方程为:,(CP下降沿到来有效),T触发
4、器是T触发器在T=1时的特例。,集成边沿JK触发器,74LS112为CP下降沿触发。 CC4027为CP上升沿触发,且其异步输入端RD和SD为高电平有效。,注意,由3个基本SR锁存器组成,根据 确定触发器的状态,维持阻塞D触发器(边沿D触发器),0,1,1,D,1,&,C,P,Q,1,&,G3,3,&,&,&,Q,2,Q,3,S,R,Q,4,D,Q,Q,&,CP = 0,Qn+1=Qn,D 信号进入触发器, 为状态刷新作好准备,工作原理:,触发器,状态不变,G2,G1,G4,G5,G6,0,1,D,当CP 由0跳变为1,1,0,0,D,在CP脉冲的上升沿,触法器按此前的D信号刷新,1,1,G2
5、,G4,G6,G5,G3,工作原理:,当CP =1,置0维持线,1,1,0,D信号不影响 、 的状态,Q的状态不变,0,置1阻塞线,如Qn+1=0,G1,G2,G3,G4,G5,G6,0,1,D不能改变Q3、Q2,1,当CP =1,0,1,置1维持线,置0 阻塞线,1,D信号不影响 、 的状态,Q的状态不变,如Qn+1=1,G1,G2,G3,G4,G5,G6,0,1,1,Q2、Q3 状态不变,触发方式边沿,维持阻塞D触发器是用时钟脉冲上升沿触发的。因此,又称为边沿D触发器。 Qn+1=D (CP上升沿到来有效) 式中的D信号指CP上升沿到来前的状态,Qn+1为CP上 升沿到来后的状态。,逻辑符
6、号,具有直接置0和置1端的维持阻塞D触发器,:直接(异步)置0端;低电平有效。 :直接(异步)置1端;低电平有效。 直接(异步):指不受CP的影响。,D触发器构成的T触发器和T触发器,1. D触发器T触发器,(CP脉冲上升沿到来有效),令 D=TQn,2. D触发器T触发器,(CP脉冲上升沿到来有效),令,主从触发器,1.主从触发器与边沿触发器一样可以克服空翻。 2.结构:主从结构。内部有相对称的主触发器和从触发器 3.触发方式:主从式。主、从两个触发器分别工作在CP两个不同的时区内。 总体效果上与边沿触发方式相同。 状态更新的时刻只发生在CP信号的上升沿或下降沿 4.优点:在CP的每个周期内
7、触发器的状态只可能变化一次,能提高触发器的工作可靠性。 主从触发器是在同步RS触发器的基础上发展出来的 各种逻辑功能的触发器都有主从触发方式的触发器,即:主从RS触发器、主从JK触发器、主从D触发器、主从T触发器、主从T触发器。,主从RS触发器,1.电路结构 由两个同步RS触发器串联 组成,上面的为从触发器,下 面的为主触发器。 G9门的作用是将CP反相, 使主、从两个触发器分别工作 在两个不同的时区内。,CP下降沿到来时有效,特性方程,主从RS触发器,(1)接收输入信号过程: CP=1期间,主触发器控制门G7、G8打开,接收输入信号R、S,有: 从触发器控制门G3、G4封锁,其状态保持不变。
8、,工作原理,0,1,(2)输出信号过程: CP下降沿到来时,主触发器控制门G7、G8封锁,在CP=1期间接收的内容被存储起来。同时,从触发器控制门G3、G4被打开,主触发器将其接收的内容送入从触发器,输出端随之改变状态。在CP=0期间,由于主触发器保持状态不变,因此受其控制的从触发器的状态也即Q、 的值当然不可能改变。,逻辑符号,电路特点,主从RS触发器采用主从控制结构,从根本上解决了输入信号直接控制的问题,具有CP1期间接收激励信号,CP下降沿到来时触发翻转的特点。 存在着约束问题,即在CP1期间,激励信号R和S不能同时为1。,边沿触发器,主从JK触发器,1.电路结构,代入主从RS触发器的特
9、性方程,即可得到主从JK触发器的特性方程:,将,主从JK触发器没有约束。,特性表、时序图,电路特点,逻辑符号, 主从JK触发器采用主从 控制结构,从根本上解决了输入信号直接控制的问题,具有CP1期间接收输入信号,CP下降沿到来时触发翻转的特点。 输入信号J、K之间没有 约束。,带清零端和预置端的主从JK触发器,0,1,1,带清零端和预置端的主从JK触发器的逻辑符号,集成主从JK触发器,与输入主从JK触发器的逻辑符号,主从D触发器,特性方程为:,集成边沿D触发器,注意:CC4013的异步输入端RD和SD为高电平有效。,总结:触发器的两要素,一、逻辑功能 1.描述方法:逻辑符号、特性表、驱动表、特
10、性方程、 状态转移图 1)逻辑符号 “”:表示边沿触发输入。 小圆圈:表示下降沿有效触发。 无小圆圈:表示上升沿有效触发。 “”:表示主从触发输出。,2)特性表,3)驱动表,4)特性方程,二、触发方式 1.基本RS触发器: 直接电平触发(低电平有效/高电平有效),无CP。 2.同步触发 CP的(高/低)电平期间触发;即在整个有效电平期间接收输入信号(RS/JK/D/T);在整个电平期间状态相应更新;存在空翻。 3.边沿触发 只在CP的或边沿触发;即只在CP的或边沿接收输入信号(RS/JK/D/T);只在CP的或边沿状态更新;无空翻。 4.主从触发 有主、从两个触发器,在CP的高/低电平期间交替
11、工作、封锁。只在CP的高电平期间(或低电平期间)接收输入信号(RS/JK/D/T);只在CP的或边沿总的输出状态更新。,集成触发器中常见的置0和置1端,:直接(异步)置0端。 :直接(异步)置1端。 有非号:低电平有效。 无非号:高电平有效。 直接(异步):指不受CP的影响。 同步:与CP节拍相同。,不同类型触发器之间的转换,转换步骤: (1)写出已有触发器和待求触发器的特性方程。 (2)变换待求触发器的特性方程,使之形式与已有触发器的特性方程一致。 (3)比较已有和待求触发器的特性方程,根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。 (4)根据转换逻辑画出逻辑电路图。,转换方法: 利用令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则,求出转换逻辑。,不同类型触发器之间的转换,T D,同步RS触发器 钟控端(CP 端):时钟脉冲输入端,CP1时,工作情况与基本RS触发器相同。,高电平有效,同步JK触发器 克服同步RS触发器在R=S=1的情况。是将触发器输出端状态反馈到输入端,使G3、G4的输出不会同时出现0。 J、K端相当于同步RS触发器的S、R端。,Q,Q,有,
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