[工学]电工电子学第十三章魏红_张畅

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1、第13章触发器和时序逻辑电路电工电子学113．1触发器在复杂的数字电路中，要连续进行各种复杂的运算和控制，就必须将曾经输入过的信号以及运算的结果暂时保存起来，以便与新的输入信号进一步运算，共同确定电路新的输出状态。这就要求数字电路中必须包含具有记忆功能的电路单元，触发器就是具有记忆功能的基本单元。触发器的功能特点为：有两个互补的输出端，具有两个稳定的状态即0状态和1状态，能存储一位二进制信息；如果外加输入信号为有效电平，触发器将发生状态转换，即可以从一种稳定状态翻转到另一种稳定状态；当输入信号有效电平消失后，触发器保持状态不变，因此说触发器具有记忆功能。2触发器的种类很多，通常按照两个

2、标准进行分类，一是从逻辑功能上分类，有触发器、触发器、D触发器和T触发器等；二是从结构上分类，有基本触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器。313.1.1基本RS触发器基本RS触发器可以由两个与非门组成，其逻辑电路和电路符号如图13.1.1所示。它是各种触发器电路结构形式中最简单的一种，同时它又是组成其它类型触发器的基础。（a）逻辑电路图（b）逻辑符号图13.1.1由与非门组成的基本触发器4由基本触发器的电路可得（13.1.1）（13.1.2）基本RS触发器的功能真值表如表13.1.1所示。5根据功能真值表可得基本触发器的特性方程为（13.1.3）基本RS触发器的状态也可用时序图表

3、示，下面通过一道例题说明波形图的画法。【例13.1.1】基本RS触发器输入信号波形如图13.1.2所示，画出输出和端的波形。解：根据基本触发器的功能真值表，画出如下波形图。图中阴影部分表示状态不定。6利用基本RS触发器可以组成一些实际应用电路。如用基本RS触发器和与非门组成数码寄存器。数码寄存器是用来存放数码的部件，触发器是具有记忆功能的单元电路，可存储一位二进制码，若要存储多位二进制码，可用多个触发器完成，由四个基本RS触发器和与非门组成的四位二进制数码寄存器如图13.1.3所示。78数字电路中的脉冲信号的产生通常是利用接通机械开关产生的，由于机械开关触点的金属片有弹性，所以接通开关

4、时触点常发生抖动，使产生的电压或电流波形产生毛刺，如图13.1.4所示，影响脉冲信号的质量。在电子电路中，一般不允许出现这种现象，因为这种干扰信号会导致电路工作出错。9利用基本RS触发器消除机械开关振动影响的电路如图13.1.5所示。1011.1.2钟控触发器基本RS触发器的状态无法从时间上加以控制，只要输入端有触发信号，触发器就立即作相应的状态变化。而在实际的数字系统中，往往是由多个触发器组成，这时常常需要各个触发器按一定的节拍同步工作，因此必须给电路加上一个统一的控制信号，用以协调各触发器的同步翻转，这个统一的控制信号叫做时钟脉冲CP。用CP作控制信号的触发器称为钟控触发器。111

5、.同步RS触发器同步触发器按逻辑功能可分为RS、JK、D、T触发器等。同步触发器的逻辑电路和逻辑符号如图13.1.6所示。12同步RS触发器的功能真值表如表13.1.2所示。根据功能真值表可得同步RS触发器的特性方程为（13.1.4）132.主从触发器主从触发器有主从RS触发器、主从JK触发器、主从T触发器等。主从JK触发器的逻辑电路和逻辑符号如图13.1.9所示。14主从JK触发器具有保持功能、置0功能、置1功能和翻转功能，JK触发器功能齐全，故称为全功能触发器。主从JK触发器的功能真值表如表13.1.3所示。根据功能真值表可得主从触发器的特性方程为（13.1.7）153.边沿触发器

6、主从触发器虽然解决了触发器的空翻现象，但存在一次变化现象，为提高触发器的可靠性，增强抗干扰能力，引出了边沿触发器。边沿触发器是指只在CP脉冲上升沿或下降沿时刻，触发器才依据该时刻的输入决定其次态。而在CP=0和CP=1期间，输入信号的任何变化都不会引起触发器状态的变化，从而大大提高了触发器的抗干扰能力。16边沿触发器的电路形式有多种，如维持阻塞型边沿触发器和利用传输延迟的边沿触发器，它们的边沿触发或控制的特点是相同的。维持阻塞D触发器的逻辑符号如图13.1.11所示，功能真值表如表13.1.4所示。维持阻塞D触发器的特性方程为（13.1.8）17JK触发器的特性方程为T触发器的特性方程

7、为（13.1.9）比较两式可得，即把JK触发器的J、K输入端联结并用T表示，则构成了T触发器。转换电路如图13.1.15所示。触发器逻辑符号如图13.1.16所示。1813.2时序逻辑电路时序逻辑电路在任一时刻的输出不仅取决于该时刻电路的输入，而且还与电路原来状态有关，可见时序逻辑电路具有记忆功能。按照时序逻辑电路中所有触发器状态的变化是否同步，时序逻辑电路可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。若电路中所有触发器的控制信号CP都是使用的同一