第十三讲边沿触发器及其功能变换.ppt
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,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。,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,
