数字电路第五章锁存器触发器

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1、第5章锁存器和触发器教学基本要求1、掌握各类触发器的功能和电路简化表示。2、掌握各类触发器的特性方程。3、熟悉各类触发器的电路结构并能分析其工作原理。第5章锁存器和触发器第5章锁存器和触发器5.1双稳态存储单元电路5.1.1双稳态的概念1、双稳态的物理模型2、稳态和介稳态5.1.2双稳态存储单元电路1、电路结构2、逻辑状态分析11G1G2vi1vi2图5.1.2双稳态存储单元电路11G1G2vi1vi22、逻辑状态分析（1）若Q=0，则Q=1，Q=1，保证了Q=0。形成了第一种稳态（2）若Q=1，则Q=0，Q

2、=0，保证了Q=1。形成了第二种稳态3、模拟特性分析vo1vi1(vi2)(vo2)daecbvo1vo2有3个交点(平衡点):M(稳态)、N(稳态)、P(介稳态)PMN两种稳态之一一旦出现，都可长期保持，固称为双稳态电路。G1传输特性G2传输特性5.2锁存器锁存器:是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路（2）逻辑符号G1G2QQSR≥1≥1触发器:是一种对脉冲边沿敏感的存储电路5.2.1SR锁存器QRSQ1、基本SR锁存器（1）电路（3）由图得逻辑表达式Q=R+QQ=S+QSRQQ锁存器状态00不变不变保持01

3、010101011100不确定（3）逻辑表达式（4）功能表（表5.2.1）Q=R+QQ=S+Q可见：正常工作时，输入信号要满足SR=0的约束条件，即S=R=1是不允许的。基本的SR锁存器具有保持、置0、置1功能。保持例5.2.1图5.2.1（a）中基本RS锁存器的S、R端的输入波形如图5.2.3虚线上边所示，试画出Q和Q的波形。①电路结构（5a）用与非门组成的基本SR锁存器G1&&G2②逻辑符号SRQQSR④功能表可见：输入SR为00时，锁存器处于不确定态；约束条件为：或S＋R=11010不变不变111100

4、0101QQSR③逻辑表达式Q=SQQ=RQ③逻辑表达式①电路结构（5b）用与非门组成的基本SR锁存器②逻辑符号SRQQSR④功能表1010不变不变1111000101QQSR可见：输入为0,0时，锁存器处于不确定态；约束条件为：或S＋R=1例5.2.2运用基本RS锁存器，消除机械开关触点抖动引起的脉冲输出。（a）开关在t0时断开，t1时接通；（b）实际输出波形例5.2.2运用基本RS锁存器，消除机械开关触点抖动引起的脉冲输出。（a）电路（b）波形图S离开B时S打到A时2、逻辑门控SR锁存器（1）电路结构及逻

5、辑符号&≥1≥1&G1G4G3G2Q3Q4QQRSEE为控制信号，一般为时钟脉冲。（b）逻辑符号（a）电路结构Q1R1SC1QESR（2）电路的工作原理当E=0时，锁存器状态不受SR影响；E=1时，锁存器状态由SR决定。逻辑符号中1R、1S受C1控制，约束条件仍为：SR=0。QQ4例5.2.3逻辑门控SR锁存器的E，S，R的波形如图所示，锁存器的原始状态为Q=0，Q=1，试画出：Q3,Q4，Q和Q的波形。&≥1≥1&G1G4G3G2Q3Q4QQRSEQ3ESR该电路很少直接应用，但是重要的基本单元电路5.2.

6、2D锁存器Q1DC1QED（1）电路结构(图5.2.10）（2）逻辑符号（3）功能表01不变Q10×D置1置0保持功能10不变Q110E1、逻辑门控D锁存器&≥1≥1&G1G4G3G2Q3Q4QQRSEDG512、传输门控D锁存器（1）逻辑电路(图5.2.11）11ECCG3G41G1G2DCCCC1TGTGTG1TG2（2）工作原理1G1G2D1TG2TG11G1G2D1TG2TG1①当E=1时，TG1导通，TG2断开，Q=D；②当E=0时，TG1断开，TG2导通，D被封锁，Q保持，为双稳。11ECCG3G

7、41G1G2DCCCC1TGTGTG1TG2①当E=1时，Q=D；②当E=0时，Q保持。例5.2.4图5.2.11（a）电路的输入信号D、E的波形如图所示，试画出Q和Q的波形。解：由前分析知道：据此可画出Q和Q的波形3、D锁存器的动态特性（1）定时图建立时间tSU:表示D信号对E下降沿的最少时间提前量。EQtＳＵDtWtPLHtHtPHL（２）说明保持时间tH:表示D信号在E电平下降后需要保持的最少时间。脉冲宽度tW:表示保证D信号正确传送对E信号最小宽度的要求。传输延迟时间tPLH和tPLH:表示D、E信号

8、作用后Q（或Q）响应的最大延迟时间。4、典型集成电路中规模集成CMOS八D锁存器(74HC/HCT373)传输门控D锁存器表5.2.474HC/HCT373的功能表高阻×H××锁存和禁止输出LHLHLLL※LLH※锁存和读锁存器LHLHLHLLHH使能和读锁存器（传送模式）QNDNLEOE输出内部锁存器状态输入工作模式注：DN和QN的下标表示第位锁存器。L※和H※表示门控电平LE由高变低之前瞬间DN