07 第05章 集成触发器.pptx

第1页：第五章 集成触发器

第五章集成触发器§0概述§1基本RS触发器§2同步RS触发器§3主从触发器§4边沿触发器§5不同功能触发器间的转换本章要求

第2页：基本概念触发器

• 一.基本概念触发器：是具有记忆功能的基本逻辑单元，一个触发器能够存贮一位二值信号。
• 有两种可能的状态：0、1；
• 输出状态在触发信号作用之下可以发生转变。
• 输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的输出状态有关；记忆：有外触发时,触发器状态改变;触发信号撤除,维持状态不变。§0概述二.触发器输出：

第3页：基本RS触发器

电平触发脉冲触发边沿触发结构基本RS触发器钟控RS触发器主从触发器边沿触发器功能RS触发器JK触发器D触发器T触发器T´触发器触发方式返回三.触发器分类：

第4页：基本RS触发器由两个与非门首尾相接

基本RS触发器，又称RS锁存器，是各种触发器电路中结构形式最简单的一种，也是各种复杂电路结构触发器的基本组成部分。一、电路结构§1基本RS触发器由两个与非门首尾相接，交叉耦合构成。

第5页：触发器与状态表

在触发器中，通常用Q的状态表示触发器的状态，即:为触发器的0状态；为触发器的1状态。SR也可由或非门构成RS触发器

第6页：工作原理

输入RD=1,SD=1时10111001①若原状态：输出：保持原态&G1&G2二、工作原理

第7页：输入RD=1,SD=1时

• 11输入RD=1,SD=1时
• 若原状态：输出：保持原态&G1&G2
• 若原状态：输出：保持原态010110

第8页：G1&G2输入RD=0,SD=1时

&G1&G2输入RD=0,SD=1时①若原状态：11001010输出：保持原态

第9页：基本RS触发器

②若原状态：01101010输出：&G1&G2输入RD=0,SD=1时①若原状态：输出：保持原态

第10页：输入RD=1,SD=0时

输入RD=1,SD=0时①若原状态：10101001输出：&G1&G2

第11页：输入RD=1,SD=0时

• 输入RD=1,SD=0时
• 若原状态：输出：&G1&G2
• 若原状态：输出：保持原态01010110

第12页：基本RS触发器

输入RD=0,SD=0时0011不论原态如何，输出全是1&G1&G2当RD=SD=0时,Q=Q= 1违背互补输出的条件,故不允许RD=SD=0同时输入。

第13页：基本RS触发器小结电路维持原状态不变

基本RS触发器小结电路维持原状态不变。RD触发，Q=0，Q=1。在RD=0信号消失后，电路保持0状态不变。RD端称为置0输入端或复位端。SD触发，Q=1，Q=0。在SD=0信号消失后，电路保持1状态不变。SD端称为置1输入端或置位端。Q=Q=1，不是定义的1状态和0状态。而且RD、SD同时回到1以后，无法确定触发器是1状态还是0状态。因此，正常工作时，输入信号应遵守RD+SD=1的约束条件，即不允许输入RD=SD=0的信号。

第14页：称触发器的新状态或次态为Qn+1

注：⑴称触发器的新状态或次态为Qn+1；⑵称触发器的原状态或初态为Qn。基本触发器的真值表1 1不变0 1 0 11 0 1 00 0不定输入信号直接加在输出门上，在输入信号全部作用时间内，都能直接改变输出端的状态。故又称基本RS触发器为直接复位、置位触发器。为电平触发方式。三、动作特点约束条件:RD+SD=1返回

第15页：同步RS触发器

在数字信号系统中，为协调各部分的动作，常常要求某些触发器于同一时刻动作。为此，必须引入同步信号，使这些触发器只有在同步信号到达时才按输入信号改变状态。通常把这个同步信号叫做时钟脉冲，或称为时钟信号，简称时钟，用cp表示。这种受时钟信号控制的触发器称为时钟触发器、钟控RS触发器、同步RS触发器。§2同步RS触发器

第16页：G2组成基本RS触发器,由G

由G1、G2组成基本RS触发器,由G3、G4组成输入控制(导引)电路。cp控制翻转时间，R、S决定翻转状态。QRSQcp1R1SC1一、电路结构&&G1RQG2SQ&&cpG3G4

第17页：G4反相加到基本RS触发器上

二、工作原理3、4门被封锁，R、S不会影响输出状态，故触发器维持原状态不变。R、S信号通过G3、G4反相加到基本RS触发器上，使触发器状态跟随输入信号状态的变化而改变。基本RS触发器&&G1RQG2SQ&&cpG3G41101cp=0时，cp=1时，

第18页：触发器真值表

真值表约束条件RS=0cp=1的全部时间内，R、S变化都将引起触发器状态变化。为电平触发方式。R SQn+1功能说明0 00 11 01 1Q10d不变置1置0不定三、动作特点RDSD=11RDSD=10RDSD=01RDSD=00

第19页：触发器真值表不直观功能表

触发器真值表不直观，若将Qn称为状态变量，作为一个变量列入真值表，就得到触发器的特性表（或功能表）。四、功能描述方法1.特性表同步RS触发器特性表利用约束条件求特性方程Qn+1=S + RQnRS=0QnR S Qn+100 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1不定1 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 1不定100 01 11 1001RSQnd01100d2.特性方程R SQn+1功能说明0 00 11 01 1Q10d不变置1置0不定

第20页：激励表特性表

激励表特性表：下表列出相关数据。

Qn→Qn+1 3.激励表根据状态变化要求,找出输入信号(激励信号)规律QnR S Qn+100 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1不定1 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 1不定特性表

第21页：状态转换图

状态转换图：下表列出相关数据。

4.状态转换图独立状态——有标号的圈表示转移方向——现态→次态转移条件——输入条件01R=0 S=1R=0S=×R=×S=0R=1 S=0Qn→Qn+1 三要素

第22页：波形图

使输出全为1CPRSQSetResetCP撤去后状态不定不变5波形图R SQ(n+1)功能说明0 00 11 01 1Q10d不变置1置0不定01R=0 S=1R=0S=×R=×S=0R=1 S=0

第23页：同步RS触发器

（1）为了适应单端输入信号的场合,有时把同步RS触发器作成S=D、R=D的形式，称为D锁存器。Qn+1=D。如74LS75为4D锁存器。说明：输入端D&G1&G2&G3&G4CP控制端满足RS=0Qn+1=S + RQn=D＋DQn=D

第24页：功能表波形图CPDQ

功能表波形图CPDQ

第25页：基本RS触发器和同步RS触发器的不足

• 说明(续)（2）cp=1期间,若输入信号多次发生变化，则触发器状态将多次翻转，从而降低了电路的抗干扰能力。作为计数使用时，将发生空翻。CPDQ（3）基本RS触发器和同步RS触发器的不足:
• 输入有约束条件,
• 存在空翻现象。返回

第26页：主从触发器

一、主从RS触发器1.电路结构：由两个相同的同步RS触发器组成，cp相位相反。QQCP&&&&&&&&G3G1G7G5G9G4G2G8G6SRQ/Q/1主触发器从触发器§3主从触发器CPR2S2CF从R1S1CF主SR

第27页：工作原理

7、8门打开，可以翻转，由R、S决定。如R=0，S=1→Q'=1；2.工作原理（1）cp&&&&&&&&G3G1G7G5G9G4G2G8G6SRQ/Q/1CPCPQQ设原态Qn=03、4门被封锁，维持原状态不变，Q=0。称上升沿存贮准备阶段。从：cp=0011010主：cp=1，10R SQ(n+1)功能说明0 00 11 01 1Q10d不变置1置0不定

第28页：门被封锁

• 8门被封锁，隔断主触发器与R、S的联系。使Q'=1维持不变；(Q'=1)3、4门打开，可以翻转，决定于R(/Q’)、S(Q’)，则Qn+1= Q'=1，称下降沿触发翻转阶段。从：cp=1（2）cp&&&&&&&&G3G1G7G5G9G4G2G8G6SRQ/Q/1CPCPQQ01101010主：cp=0(3)cp=0期间:01
• 主触发器与R、S无联系，即R、S变化不能使Q’变化。
• 从触发器翻转成主触发器的状态，即Qn+1= Q’。Q’不变，Qn+1= Q’后亦不再变，故一个脉冲，只能翻转一次，无空翻现象。

第29页：主从结构RS触发器

（1）主从结构RS触发器，完成RS触发功能，与同步RS触发器一样仍有约束R*S=0。说明:（2）主从RS触发器为脉冲触发。准备；翻转。（3）集成触发器多有异步输入端（74LS71）。

第30页：主从JK触发器

功能更完善，且R=S=1时，触发器状态也确定的一种触发器。二、主从JK触发器1、结构特点SR&&&&&&&&G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPSRQ/Q/1R＝K QR→K，S→JS＝J Q将从触发器的Q、Q端作为一对附加控制信号，接回到输入端。功能上已与RS触发器不同，故用J、K表示信号输入端，称主从J、K触发器。KJ

第31页：主从触发器

2、工作原理KSJR&&&&&&&&G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPQ/Q/1R＝K QS＝J QR SQ(n+1)功能说明0 00 11 01 1Q10d不变置1置0不定J=K=0时，相当R=0，S=0，维持原态不变J=0，K=1时，相当R=Q，S=0，Qn=0时，RS=00→Qn＋1＝0Qn=1时，RS=10→Qn＋1→0置0J=1，K=0时，相当R=0，S=Q，Qn=0时，RS=01→Qn＋1→1Qn=1时，RS=00→Qn＋1＝1置1J=1，K=1时，相当R=Q，S=Q，Qn=0时，RS=01→Qn＋1→1Qn=1时，RS=10→Qn＋1→0此时，Q状态在cp作用下，交替翻转，称为计数翻转，Qn＋1=Qn。

第32页：特征方程真值表

3、功能描述（1）特征方程真值表：特征表：QnJ K Qn+10 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 0J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 QnJK=00时，维持原态不变，Qn＋1=QnJK=01时，置0Qn＋1=0JK=10时，置1Qn＋1=1JK=11时，计数翻转Qn＋1=Qn1 11 100 01 11 1001JKQn特征方程：

第33页：状态转换图

状态转换图：下表列出相关数据。

J=0K=×J=×K=001J= 1，K=×J=×，K= 1(2)驱动表(3)状态转换图QnQn+1 QnJ K Qn+10 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 0

第34页：时序图

cpJKQ主Q＝Q从(4)时序图01J=1 K=×J=×K=0J=0K=×J=×K=1翻转置0保持置1置0

第35页：故当cp为时

故当cp为时，Q翻成Q＝Q’＝1的错误状态。(1)cp=1期间J、K不能变化，否则可能产生误动作。只有两种情况会产生错误：4、一次变化Q=0时，J：0→1Q=1时，K：0→1G9KJ&&&&&&&&G3G1G7G5QG4G2G8G6QCPQ/Q/1100(2)一次变化(错翻一次,不再恢复)：分析:因为Q、Q引回7、8门输入端，必然封锁一个门，设Q=0，封锁7门。

1t1时刻，如J:0→1,不管K如何,会使Q’=1。＝100111t2时刻，如J:1→0,Q’维持为1,不再变化。自行分析:Cp＝1期间,如Q＝1,而K由0→1时的过程。t0时刻，J=K=0,设计应使Q和Q’保持不变。只会发生1次变化CPJKQ/Qt1t2t0此时，Q’会变化吗？

第36页：主触发器本身仍是一个同步RS触发器

(2)主触发器本身仍是一个同步RS触发器，故在cp=1期间输入信号对主触发器起控制作用。5、动作特点(1)触发器翻转为两步动作，cp=1期间主触发器接收输入信号，被置成相应状态，从触发器维持不变；在cp时刻，触发器翻转成主触发器状态。主从JK触发器已克服了空翻和输入的约束条件，但仍存在一次翻转的缺陷。返回

第37页：维持阻塞边沿触发器

• 维持阻塞边沿触发器；
• 利用各门电路传输延迟时间的不同构成边沿触发器；
• 利用CMOS传输门的边沿触发器；
• 利用二极管进行配置的边沿触发器等。§4边沿触发器主要有：边沿触发器即利用cp边沿触发的触发器，也就是触发器的次态仅取决于cp信号的上升沿(↑)或下降沿(↓)到达时刻输入信号的状态。

第38页：维持阻塞D触发器

一、维持阻塞D触发器1、电路结构6与非门组成对称形式，其中1、2、3、4、为同步触发器。集成芯片有74LS74等。维0线CP&&&&&&阻0线阻1线维1线G2G3G5G4G6G1QQD2、工作原理

第39页：边沿触发器

①CP=0期间,G3=G4=1G3=G4=1反馈到G5，G6的输入，G5＝1、G6＝0100110&G1&G2Dcp&G3&G4&G5&G6维1线阻0线维0线阻1线001设原态Q=0，并设D=11

第40页：CP正沿到达时G3G4开启

• 100110001
• CP正沿到达时G3G4开启，使G3=0，G4=1。→Q翻转为1→1→11&G1&G2Dcp&G3&G4&G5&G6维1线阻0线维0线阻1线10设原态Q=0，并设D=1
• CP=0期间,G3=G4=1G3=G4=1反馈到G5，G6的输入，G5＝1、G6＝01

第41页：CP正沿过后

• 11110011&G1&G2Dcp&G3&G4&G5&G6维1线阻0线维0线阻1线10
• CP正沿过后，G3=0将G4、G5封锁,使G5=1，维持G3=0。因此以后CP=1期间D的变化不影响输出。010设原态Q=0，并设D=1
• CP=0期间,G3=G4=1G3=G4=1反馈到G5，G6的输入，G5＝1、G6＝0
• CP正沿到达时G3G4开启，使G3=0，G4=1。→Q翻转为11

第42页：其它情况（D＝0）时的翻转以及异步清

其它情况（D＝0）时的翻转以及异步清0、异步置1的工作原理，请大家自己分析。工作原理小结:(1)cp=0，3、4门被封锁，触发器维持原状态不变(2)cp时刻，触发翻转，状态由D决定，Qn+1=D。(3)翻转后，在cp＝1期间，靠4条反馈线（维持、阻塞线）维持新状态，无空翻。说明:2.边沿触发抗干扰能力强，且不存在空翻，应用较广泛。1.在应用触发器时，要特别注意触发形式，否则很容易造成整个数字系统工作不正常。

第43页：D触发器

边沿D触发器功能表符号上升沿触发QDcp1DC1Q无圈“○”,上升沿翻转异步置1端异步清0端

第44页：特征表和特征方程特征表

3、功能描述(1)特征表和特征方程特征表：特征方程:Qn+1=D(2)驱动表(3)状态转换图QnDQn+10 0 00 1 11 0 01 1 1QnQn+1D0 0 00 1 11 0 01 1 101D=1D=1D=0D=0

第45页：时序图

(4)时序图CPDQ(设原态Q=1)异步清0异步置1Qn+1=DnQDcp1DC1Q

第46页：JK触发器

• 边沿JK触发器(74LS112)(P128)(应用较少，自学)
• 自学工作原理（了解）
• 原理提示:①由或非门G1,G2和与非门G4,G5构成基本触发器②与非门G7,G8构成触发引导门,且G7,G8的延迟时间大于基本触发器的翻转时间。③下降沿触发。QJcpK1JC11KQ
• 符号利用各门电路传输延迟时间的不同构成的边沿触发器返回

第47页：同时具有保持、翻转功能的触发器

• 同时具有保持、翻转功能的触发器，又称可控的翻转触发器。有一个控制端T：当T=0时，保持；T=1时，翻转。即变成T’触发器。§5不同功能触发器间的转换触发器按功能分有RS触发器，JK触发器，D触发器，T触发器和T’触发器。一、T和T’触发器
• T’触发器：只有翻转功能的触发器，又称翻转触发器、计数触发器，即每来一个时钟脉冲，状态改变一次。
• T触发器：

第48页：T触发器功能描述真值表

T触发器功能描述真值表：特征表：激励表：0 0 00 1 11 0 11 1 0QnQn+1TQnT Qn+10 0 00 1 110 11 1 0特征方程：T Qn+10 Qn1 Qn

第49页：转换为T’功能触发器

转换为T’功能触发器二、触发器类型转换转换方法：即原输入端→通过转换电路→新触发输入端。求转换逻辑电路。1、J K触发器的转换(→D,→T ,→T’)：JK触发器→D触发器→T触发器转换为T功能触发器转换为D功能触发器QJcpK1JC11KQTQJcpK1JC11KQ&D＝1→T’触发器

第50页：D触发器

2、D触发器的转换(→JK,→T,→T’)：D触发器：→JK触发器转换为JK功能触发器转换为T功能触发器→T触发器转换为T’功能触发器→T’触发器&J≥1&&QDcp1DC1QKT=1QDcp1DC1QQDcp1DC1Q

第51页：例：已知某触发器的真值表

例：已知某触发器的真值表，试用JK触发器和少量门实现。Qn＋1A B/Qn1Qn00 00 11 01 1解：电路：

第52页：掌握不同功能触发器的相互转换

• 本章要求
• 熟练掌握各种功能触发器的功能特征、特性表、特征方程、激励表、状态图、波形图。
• 掌握不同功能触发器的相互转换。return

第53页：8(注意触发器的翻转时刻)本章完思考

作业：5.3,5.65.8(注意触发器的翻转时刻)本章完思考：5.10, 5.14

第54页：基本RS触发器

例：基本RS触发器的消抖作用A→BB→ASR1R1SVccK1AB欲构成消抖电路如何连线？

第55页：P137下降沿翻转下降沿翻转

5.9 P137下降沿翻转下降沿翻转

第56页：D触发器,上升沿翻转.

5.10 P137分析：1.D触发器,上升沿翻转.2.有异步清零端.清零清零未结束,CP2不起作用.D1=1D2=0

第57页：JK触发器

5.14 P138分析：1.主从JK触发器,可能会发生“一次空翻”现象.2.有异步清零端.CP=1时:若Qn=0,且J由0→1;或者,若Qn=1,且K由0→1时发生.检“1”说明:CP=1时,只要出现A脉冲(1信号),无论A脉冲宽度如何(窄),输出即产生一个脉冲.输出脉宽为CP的低电平时间.J=A=1产生1次翻转Q从=Q主/RD=0,清零tpd

第58页：习题分析与补充

5.13 P1381.触摸时,相当K合上,Sd=1,否则Sd=0.2.F1:因CP1=0,故F1仅靠异步置1或清0翻转.K合上,Sd=1 →置1,Q1=1;Q1→1(/Q1→0),经RC延时,Rd=1→清0→Q1=0;3.F2:计数翻转方式,Q1由0→1时翻转.分析：