数字电子技术 第12章 触发器与时序逻辑电路

《数字电子技术 第12章 触发器与时序逻辑电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第12章触发器与时序逻辑电路知识点和学习要求触发器是时序逻辑电路的重要组成部分。触发器是由逻辑门加反馈线构成的，具有存储数据、记忆信息等多种功能。本章介绍的主要内容有：基本RS触发器和同步RS触发器的电路结构、逻辑符号和逻辑功能；几种常用的钟控触发器的电路结构、逻辑符号和逻辑功能。时序逻辑电路简称时序电路，与组合逻辑电路一起是数字电路的两大重要组成。本章首先介绍时序逻辑电路的基本概念、特点及时序逻辑电路的一般分析方法。要求掌握典型时序逻辑部件计数器和寄存器的逻辑功能、集成芯片及其使用方法及典型应用。数字电路按逻辑功能的不同，可分为组

2、合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。时序逻辑电路是指电路在任一时刻的输出状态不仅与该时刻各输入状态的组合有关，而且与电路前一时刻的状态（即原状态）有关，时序逻辑电路的特点是具有记忆功能。本章主要介绍组成时序逻辑电路的基本单元——触发器。触发器是具有记忆功能的基本逻辑单元。它有两个输出端Q和，有两个输出稳定的状态：0状态和1状态；Q=1称为触发器的“1”状态，Q=0称为触发器的“0”状态。一个触发器可以记忆1位二值信号。触发器在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态；当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变；触发器由1态变为0态，

3、或由0态变为1态，称为触发器的翻转。触发器的Q输出端的翻转前状态称为触发器的初态或原态，它是触发器接收输入信号之前的稳定状态。相对于初态，触发器在触发之后的输出状态称为次态或新态，它是触发器接收输入信号之后所处的新的稳定状态。集成触发器可按多种方式分类。（1）按工作方式分，无时钟的是基本RS触发器，是异步工作方式；有时钟控制的称为时钟触发器，是同步工作方式。（2）根据逻辑功能的不同，触发器可以分为RS触发器、D触发器、JK触发器、T和T´触发器。（3）按结构方式分（仅限时钟触发器），可分为维持阻塞触发器、边沿触发器和主从触发器。（4

4、）根据触发方式不同，可分为电平触发器、边沿触发器和主从触发器。（5）按晶体管性质分，可分为双极型晶体管（BipolarJunctionTransistor）集成触发器和MOS型集成触发器。触发器的逻辑功能可以用状态表、特性方程、状态转换图和波形图（又称时序图）、激励表来描述。12.1基本RS触发器基本RS触发器是触发器电路的基本结构形式，是构成其它类型触发器的基础。从内部结构看，可分为由与非门组成的基本RS触发器和或非门组成的基本RS触发器两种。12.1.1由与非门组成的基本RS触发器1．电路结构及逻辑符号由与非门组成的基本RS触发

5、器内部电路结构及逻辑符号如图12.1所示，它由两个与非门相互交叉耦合而成。有两个信号输入端和，一般情况下，字母上的“非”表示低电平有效；有两个输出端Q和，正常情况下，二者是相反的逻辑状态。这里所加的输入信号（低电平）称为触发信号，由它们导致的转换过程称为翻转。由于这里的触发信号是电平，因此这种触发器称为电平控制触发器。（a）内部电路结构（b）逻辑符号图12.1由与非门组成的基本RS触发器2．工作原理（1）=1，=1。假如触发器初始处于0态，即Q=0，=1，Q端耦合至G1门的输入端，使其输出端反馈到G2门的输入端，使它的两个输入端都为

6、1，因而保证了G1门的输出端Q为0，故触发器继续保持原来的0态。同理，若触发器处于1态，在这种输入前提下，Q也会继续保持1态。变为1，将此1电平再3．触发器的状态表【例12.1】由与非门组成的基本RS触发器的两个输入R、S波形如图12.2所示。试画出输出Q的波形。设触发器的初态为“0”。解：波形如图12.2。注意，不定状态是发生在和同时为0，又同时恢复为1之后。图12.2例12.1图12.1.2基本RS触发器逻辑功能的其它表示方法除了用状态表表示基本RS触发器的逻辑功能外，还可以用波形图（也称为时序图）或者状态方程（特性方程）来表示

7、基本RS触发器的逻辑功能。1．时序图在给定或假设触发器的初始状态的情况下，根据已知的输入信号波形，可以画出相应的输出端Q的波形，上下对应，按时间轴展开，高电平代表1，低电平为0，这种波形图称为时序图，如图，如图12.2所示。2．状态方程以逻辑函数的形式来描述次态与现态及输入信号之间的关系的逻辑表达式，称为状态方程。将次态Qn+1作为输出变量，R、S作为输入变量，由状态表可以导出基本RS触发器的状态方程，经化简可得（约束条件）上式中约束条件表示R和S之积必须等于0。也就是说触发器输入R、S不能同时为1，以避免出现状态不定现象。该约束条

8、件也可以写作：1综上所述，基本RS触发器具有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能，R为复位输入端，S为置位输入端，可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。其缺点是由于输入信号直接控制触发器的输出状态，虽