实用电工电子技术教程教学课件艾建春第08章.ppt

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1、第8章实用时序逻辑电路8.4、时序逻辑电路的分析8.2、实用触发器8.３、边沿触发器8.1、触发器基础知识8.5、异步时序电路的分析8.６、555定时器的应用８.７、数／模转换和数／模转换8.1、基础知识一.触发器概述触发器（FlipFlop，简写为FF）是构成时序逻辑电路的基本单元电路。触发器具有记忆功能，能存储一位二进制数码。触发器有三个基本特性：（1）有两个稳态，可分别表示二进制数码0和1，无外触发时可维持稳态；（2）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转）；（3）有两个互补输出端。二、基本RS触发器图8-1与非门组成的基本RS触发

2、器（a）逻辑电路（b）逻辑符号Reset为置0端（或复位端）Set为置1端（或置位端）非号“－”：表示低电平有效表示低电平有效1.电路组成及逻辑符号与非门实现的基本RS触发器1状态：Q＝1、Q＝00状态：Q＝0、Q＝1约定Q端为状态端口三、触发器的逻辑功能描述[方法点拨]1.约定Qn为触发器的初态（或称“原态”），Qn+1为次态（“新态”）2.由于触发器的状态不仅取决于输入信号，而且与其原状态有关，所以把Qn也作为输入变量处理；因此输入变量按三变量列出，共有八种取值（000－111）3.列出输入变量后，将各种输入取值置于电路输入端和Qn

3、端，其数值交叉反馈后置于输入端口，然后根据电路的“与非”特性决定Qn+1的值。特性方程二根交叉反馈线是电路性质发生根本变化的关键。2.工作原理(仿真运行图8－1)表8-1与非门组成的基本RS触发器的功能表仿真3.功能表4．状态转换表（特性表）现态：指触发器输入信号变化前的状态，用Qn表示；次态：指触发器输入信号变化后的状态，用Qn+1表示。特性表：次态Qn+1与输入信号和现态Qn之间关系的真值表。表8-2与非门组成的基本RS触发器的状态转换表５.状态转换图图8-２RS触发器的状态转换图状态转换图：表示触发器状态转换的图形。它是触发器从一

4、个状态变化到另一个状态或保持原状不变时，对输入信号（R、S）提出的要求。两个圆圈表示状态0和1箭头表示状态转换的方向在箭头旁边用文字或符号表示实现转换所必备的条件通常用虚线或阴影表示触发器处于不定状态。置1置0不允许不定置1６.基本RS触发器的时序图(设初态为0）输出都为高电平，禁止输入同时由1变为0时，输出不能确定触发器的不定状态有两种含义：一、Q=Q=1时，触发器既不是0状态，也不是1状态；二、R、S同时从0回到1时，触发器的新状态不能预先确定。6.应用举例利用基本RS触发器的记忆功能消除机械开关振动引起的干扰脉冲。图8-３机械开关

5、的干扰脉冲（a）电路(b)输出电压波形干扰　脉冲A有0就置1B有0就置0图8-４　利用基本RS触发器消除机械开关振动的影响（a）电路（b）电压波形触发器的分类：按逻辑功能不同：RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和T′触发器等。按触发方式不同：电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。按电路结构不同：基本RS触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器等。四、触发器的分类触发器的逻辑功能通常用功能表、时序图、状态转换表、特性方程和状态转换图表示。1同步RS触发器1）电路组成及逻辑符号图8-5同步RS触发器（a）逻辑电路（

6、b）逻辑符号在CP=0期间，G3、G4被封锁，触发器状态不变。在CP=1期间，由R和S端信号决定触发器的输出状态。结论：触发器的动作时间是由时钟脉冲CP控制的。触发方式：电平触发方式只有CP=1时（高电平有效），触发器的状态才由输入信号R和S来决定。2）工作原理(仿真运行图8－4)3）功能表（在CP=1期间有效）现态：CP脉冲作用前触发器的原状态，用Qn表示；次态：CP脉冲作用后触发器的新状态，用Qn+1表示。表8-4同步RS触发器功能表R为高电平有效触发S为高电平有效触发R、S不允许同时有效5)特性方程（又称为状态方程）由状态转换表得

7、到Qn+1的状态转换卡诺图。图8-6RS触发器的Qn+1卡诺图进一步可写出Qn+1的表达式。SRQnQn+1000001010101010010100111111101××输入输出约束条件，表示不允许将R、S同时取为14）工作波形（又称为时序图，设初态为0）图8-7同步RS触发器的时序图置1保持置0置1时序图作法点拨（1）以CP信号为基准，从每一个电平变化时刻引一根垂直虚线至输入信号波形处，与S、R信号波线的交点可以取得R和S的值。如：右边第一根虚线取得R=0、S=1。（2）根据特征方程决定Qn+1的值。如：据R=0、S=1可以求得Qn

8、+1=1（或直接用端口性质决定输出，如：S=1时，置位，即Qn+1=1）（3）最后根据Qn+1依次所取得的数值，得到一列水平逻辑数字，1为高电平，0为低电平，即可画出相应的时序图。1111000001111