电工与电子技术 教学课件 作者 韩敬东 第8章.ppt

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1、第八章触发器与时序电路8.1触发器8.1.1触发器的基本知识触发器是数字电路中广泛应用的能够记忆一位二进制信号的基本逻辑单元电路，它是时序电路的基本单元。触发器具有两个能自行保持的稳定状态，用逻辑1和0表示，所以又叫做双稳态电路，在不同的输入信号作用下其输出可以置成1态或0态，而且当输入信号消失后，触发器的新状态将保持下来。一、触发器的分类根据电路结构的不同，触发器可分为基本触发器和时钟触发器两大类。具有时钟脉冲输入端CP（ClockPulse）的触发器称为时钟触发器，在时钟触发器中，又有电平式触发器、边沿触发器和主从触发器三类，其中时钟采用电平触发（通常是

2、高电平触发）方式的称为电平式触发器，采用上边沿触发方式的称为维持阻塞触发器，采用主从触发方式的称为主从触发器。根据逻辑功能的不同，触发器又可以分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T（T＇）触发器等。常用功能真值表、特性方程、状态转换图和时序图来表示其逻辑功能。二、触发器的基本概念首先对触发器逻辑功能中常见的术语和符号做一下解释。时钟输入端CP——时钟脉冲的输入端，通常输入周期性时钟脉冲。数据输入端——又称控制输入端。对RS触发器来说，控制输入端是R和S；对D触发器来说是D；对JK触发器来说是J和K；对T触发器来说是T。初态Qn——某个时钟脉冲作用前触发器的

3、状态，即老状态。初态也可称为“现态”。次态Qn+1——某个时钟脉冲作用后触发器的状态，即新状态。功能真值表——以表格的形式表达了在一定的控制输入下，在时钟脉冲作用前后，初态Qn向次态Qn+1转化的规律，又可称为“状态转换真值表”。激励表——以表格的形式表达了为在时钟脉冲作用下实现一定的状态转换（Qn→Qn+1），应有怎样的控制输入条件。状态（转换）图（表）——以图形（或表格）的形式表达在时钟脉冲作用下，状态变化与控制输入之间的关系。特性方程——以方程的形式表达在时钟脉冲作用下，次态Qn+1与控制输入及初态Qn之间的逻辑函数关系。8.1.2基本RS触发器一、电

4、路组成及符号基本RS触发器是由两个与非门或两个或非门首尾相接，交叉耦合组成，它是构成各种功能触发器的最基本单元。图8.1(a)所示是由两个与非门组成的基本RS触发器，它有两个稳定状态，一般以端的状态作为触发器状态，当,时，触发器处于1态，反之，,时，处于0态。由于输入的一对触发信号是低电平和表示输入端，并称端为“置1输入端”或基本RS触发器的逻辑符号如图8.1(b)所示，输入端的小圆圈表示触发信号为低电平有效。有效，所以用“置位端”，端为“置0输入端”或“复位端”。图8-1基本RS触发器二、逻辑功能分析基本RS触发器的输出与输入之间的逻辑功能可分为如下4种情

5、况。(1)保持功能当，时，G1门和G2门的打开或封锁由互补输出与的状态决定，显然触发保持原有状态不变。(2)触发器置l功能当，时，不论触发器原状态如何，,，即触发器处于1态。此后，由于端的反馈作用使Gl门封锁，即使的输入信号消失，触发器仍将保持1态不变，实现置l逻辑功能。置1取决于端是否为0，故称端为置1端。(3)触发器置0功能当，时，经分析可得,，触发器处于0态，由于Q端的反馈作用使G2门封锁，即使的输入信号消失，触发器仍将保持0态不变，实现置0功能。置0取决于是否为0，故称端为置0端。(4)禁止（不确定）状态当，时，两个与非门均被封锁，迫使，两个输出端失

6、去互补性，出现一种未定义的状态，没有意义。尤其在，的信号都同时消失后，触发器的最终状态是0态还是1态，纯属偶然，无法确定，叫做不确定状态。为避免触发器的输出状态不确定，输入信号必须遵守和不允许同时为0的约束条件。基本RS触发器的约束条件可以写为，即。三、逻辑功能描述（1）功能真值表根据逻辑功能的分析，可以得到表8.1，表8.2是表8.1的简化形式。表8.1基本RS触发器功能真值表表8.2基本RS触发器功能真值表简化形式QnQn+1功能Qn+1功能000001××禁止00×禁止01010111置1011置110100100置0100置011110101保持11

7、Qn保持（2）特性方程根据功能真值表画出卡诺图可以得到特性方程。其中约束条件，也可以写成。（3）状态转换图触发器的逻辑功能还可采用状态转换图描述，如图8.2所示。用圆圈圈起来的0和1分别代表触发器的两个稳定状态，箭头表示在输入信号作用下状态转换的方向，箭头旁的标注表示状态转换的条件，×表示任意。图8-2基本RS触发器的状态图（4）时序波形图除了上述的方法外，还可以使用波形图来描述。当给定输入信号和的波形图时，根据表8.1可以画出和的波形图，如图8.3所示。图8-3基本RS触发器的波形图基本RS触发器状态的改变，是直接受输入信号控制的，抗干扰能力差，而时钟触发

8、器只有在时钟信号到达时接受输入信号，一定程度上提高了