触发器和时序逻辑电路.doc

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1、课题十四：【学习内容】触发器按照其稳定工作状态分为多中类型，为了实现一定程序的运算，需要含有记忆功能的元件-触发器，它的输出状态不仅决定于当时的输入状态，而且还与电路的原来工作状态有关。【学习重点】RS触发器的性质【学习难点】RS触发器的工作波形图RS触发器的“空翻”现象【学习内容】双稳态触发器组合电路和时序电路是数字电路的两大类。门电路式组合电路的基本单元；触发器是时序电路的基本单元。触发器按其稳定工作状态可分为双稳定触发器，单稳定触发器，无稳态触发器（多谐振荡器）等。双稳态触发其按其逻辑功能可分为RS触发器，JK触发器

2、,D触发器和T触发器等；按其结构可分为主从触发器和维持阻塞型触发器等。基本RS触发器可由两个“与非”门交叉连接而成，如下图所示。基本RS触发器可由两个“与非”门交叉连接而成，如下图所示。   Q与是基本触发器的输出端，两者的逻辑状态在正常条件下能保持相反。这种触发器有两种稳定状态：一个状态是Q=1，=0，称为置位状态（“1”态）；另一个状态是Q=0，=1，称为复位状态（“0”态）。相应的输入端分别称为直接置位端或直接置“1”端（）和直接复位端“0”端（）。   基本RS触发器输出与输入的逻辑关系。   1）=1，=0   

3、 所谓=1，就是将端保持高电位；而=0，就是在端加一个负脉冲。设触发器的初始状态为“1”态，即Q=1，=0。这时“与非”门G2有一个输入端为“0”，其输出端变为“1”；而“与非”门G1的两个输入端全为“1”，其输出端Q变为“0”。因此，在端加负脉冲后，触发器就由“1”态翻转为“0”态。如果它的初始态为“0”态，触发器仍保持“0”态不变。   2）=0，=1   设触发器的初始状态为“0”态，即Q=0，=1。这是“与非”门G1有一个输入端为“0”，其输出端Q变为“1”；而“与非”门G2的两个输入端全为“1”，其输出端变为“0

4、”。因此，在端加负脉冲后，触发器就由“0”态翻转为“1”态。如果它的初始状态为“1”态，触发器人保持“1”太不变。   3）=1，=1   假如在（1）中由“0”变为“1”（即除去负脉冲），或在（2）中由“0”变为“1”，这样，==1，则触发器保持原状态不变。这就是它具有存储或记忆功能。   4）=0，=0   当端和端同时加负脉冲时，两个“与非”门输出端都为“1”，这就达不到Q与的状态应该相反的逻辑要求。但当负脉冲除去后，触发器将由各种偶然因素决定其最终状态。因此这种情况在使用中应该禁止出现。可知，基本RS触发其由两个稳

5、定状态，它可以直接置位或复位，并具有存储或记忆的功能。在直接置位端加负脉冲（=0）即可置位，在直接复位端加负脉冲（=0）即可复位。负脉冲除去以后，直接置位端和复位端都处于“1”态高电平（平时固定接高电平），此时触发器保持原状态不变，实现存储或记忆功能。但是复脉冲不可同时加在直接置位端和直接复位端。基本RS触发器的状态表见下图（c）。上图（b）是基本RS触发器的图形符号，途中输入端引线上靠近方框的小圆圈是表示触发器用负脉冲“0电平”来置位或复位,即低电平有效，故用和表示。   上面介绍的基本触发器是各种双稳态触发器的共同部分

6、。一般触发器还有导引带你路（或称控制电路）部分，通过它把输入信号引导到基本触发器。下图是可控RS触发器的逻辑图，其中，“与非”门G1和G2构成基本触发器，“与非”门G3和G4构成导引电路。R和S是置“0”和置“1”信号的输入端。C是时钟脉冲输入端。控制触发器的翻转时刻，它是一种控制命令。通过导引电路来实现时钟脉冲对输入端R和S的控制，故称为可控RS触发器。和时直接复位和直接置位端，就是不经过时钟脉冲C的控制可以对基本触发器置“0”或“1”。一般用在工作之初，预先使触发器处于某一给定状态，在工作过程中不用它们。不用时让它们处

7、于“1”态（高电平）。触发器的输出状态与R,S端输入状态的关系列在上图的状态表中。表示时钟脉冲到来之前触发器的输出状态，表示时钟脉冲来到之后的状态。工作过程：时钟脉冲（正脉冲）来到后，C端变为“1”,R和S的状态就起作用了。如果此时S=1,R=0,则G3门输出将变为“0”，向G1们送去一个置“1”负脉冲，触发器的输出端Q将处于“1”态。如果此时S=0,R=1,则G4门将向G2门送置“0”负脉冲，Q将处于“0”态。如果此时S=R=0，则G3门和G4门均保持“1”态，不向基本触发器送负脉冲；在这种情况下，时钟脉冲过去之后的新状

8、态和时钟脉冲来到以前的状态一样。如果此时S=R=1，则G3和G4们都向基本触发器送负脉冲，使G1门和G2门输出端都为“1”，这违背了Q于应该相反的逻辑要求。当时钟脉冲过去以后，G1门和G2门的输出端哪一个将处于“1”态是不定的，这种不正常情况应该避免出现。上图是可控RS触发器的工作波形图，图中g3和g4