数字与逻辑电路教程江西师范大学物理与通信电子学院.pptx

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1、第5章触发器5.1基本RS触发器5.2时钟控制的触发器5.3集成触发器5.4触发器的逻辑符号及时序图5.1基本RS触发器5.1.1电路结构和工作原理图5–1基本RS触发器基本RS触发器是构成各种功能触发器的基本单元，所以称为基本触发器。它可以用两个与非门或两个或非门交叉耦合构成。图5-1(a)是用两个与非门构成的基本RS触发器，它有两个互补输出端Q和Q，一般用Q端的逻辑值来表示触发器的状态。Q=1，Q=0时，称触发器处于1状态；Q=0,Q=1时，称触发器处于0状态。RD、SD为触发器的两个输入端(或称激励端)。当输入信号

2、RD、SD不变化(即RDSD=11)时，该触发器必定处于Q=1或Q=0的某一状态保持不变，所以它是具有两个稳定状态的双稳态触发器。当输入信号变化时，触发器可以从一个稳定状态转换到另一个稳定状态。我们把输入信号作用前的触发器状态称为现在状态(简称现态)，用Qn和Qn(或Q、Q)表示，把在输入信号作用后触发器所进入的状态称为下一状态(简称次态)，用Qn+1和Qn+1表示。因此根据图5-1(a)电路中的与非逻辑关系，可以得出以下结果：①当RD=0，SD=1时，无论触发器原来处于什么状态，其次态一定为0，即Qn+1=0，Qn+1

3、=1，称触发器处于置0(复位)状态。②当RD=1，SD=0时，无论触发器原来处于什么状态，其次态一定为1，即Qn+1=1，Qn+1=0，称触发器处于置1(置位)状态。③当RD=1，SD=1时，触发器状态不变，即Qn+1=Qn，Qn+1=Qn，称触发器处于保持(记忆)状态。④当RD=0，SD=0时，两个与非门输出均为1(高电平)，此时破坏了触发器的互补输出关系，而且当RD、SD同时从0变化为1时，由于门的延迟时间不一致，使触发器的次态不确定，即Qn+1=Ø，这种情况是不允许的。因此规定输入信号RD、SD不能同时为0，它们

4、应遵循RD+SD=1的约束条件。从以上分析可见，基本RS触发器具有置0、置1和保持的逻辑功能，通常SD称为置1端或置位(SET)端，RD称为置0或复位(RESET)端，因此该触发器又称为置位—复位(SetReset)触发器或RDSD触发器，其逻辑符号如图5-1(b)所示。因为它是以RD和SD为低电平时被清0和置1的，所以称RD、SD低电平有效，且在图5-1(b)中RD、SD的输入端加有小圆圈。5.1.2基本RS触发器的功能描述方法1.状态转移真值表(状态表)将触发器的次态Qn+1与现态Qn、输入信号之间的逻辑关系用表

5、格形式表示出来，这种表格就称为状态转移真值表，简称状态表。根据以上分析，图5-1(a)基本RS触发器的状态转移真值表如表5-1(a)所示，表5-1(b)是它的简化表。它们与组合电路的真值表相似，不同的是触发器的次态Qn+1不仅与输入信号有关，还与它的现态Qn有关，这正体现了时序电路的特点。表5–1基本RS触发器状态表图5–2次态卡诺图2.特征方程(状态方程)描述触发器逻辑功能的函数表达式称为特征方程或状态方程。对图5-2次态卡诺图化简，可以求得基本RS触发器的特征方程为(约束条件)特征方程中的约束条件表示RD和SD不允

6、许同时为0，即RD和SD总有一个为1。3.状态转移图(状态图)与激励表状态转移图是用图形方式来描述触发器的状态转移规律。图5-3为基本RS触发器的状态转移图。图中两个圆圈分别表示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移的方向，箭头旁的标注表示转移条件。图5–3基本RS触发器的状态图激励表(也称驱动表)是表示触发器由当前状态Qn转至确定的下一状态Qn+1时，对输入信号的要求。基本RS触发器的激励表如表5-2所示。表5–2基本RS触发器的激励表QnQn+1RDSD00011011×110011×4.波形图工作

7、波形图又称时序图，它反映了触发器的输出状态随时间和输入信号变化的规律，是实验中可观察到的波形。图5–4基本RS触发器波形图5.2时钟控制的触发器5.2.1钟控RS触发器钟控RS触发器是在基本RS触发器基础上加两个与非门构成的，其逻辑电路及逻辑符号分别如图5-5(a)、(b)所示。图中C、D门构成触发引导电路，R为置0端，S为置1端，CP为时钟输入端。从图5-5(a)看出，其中基本RS触发器的输入函数为当CP=0时，C、D门被封锁，RD=1，SD=1，由基本RS触发器功能可知，触发器状态维持不变。当CP=1时，RD=R

8、,SD=S，触发器状态将发生转移。将RD、SD代入基本RS触发器的特征方程式(5-1)中，可得出钟控RS触发器的特征方程为(约束条件)其中RS=0表示R与S不能同时为1。该方程表明当CP=1时，钟控RS触发器的状态按式(5-2)转移，即时钟信号为1时才允许外输入信号起作用。(5-2)同理还可得出CP=1时，钟控RS触