复旦微电子数字电路第3章 触发器课件.ppt

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1、数字逻辑基础第三章触发器本章要求：掌握触发器的基本类型及其状态描述了解触发器的结构与工作原理掌握触发器的基本应用电路3.1触发器的基本类型及其状态描述触发器：具有记忆功能的逻辑单元触发器（Flip-Flop）：由时钟信号触发引起输出状态改变，并且该状态在下一次被触发之前始终不会改变的器件。锁存器（Latch）：输出状态不是由时钟信号触发，或者虽然由时钟信号触发但在时钟信号的某个电平下输出会随着输入改变而改变的器件。四类触发器：RS，JK，D和T触发器R-S触发器SRQn+110101000Qn11?真值表与状态方程QnQn+1SR=

2、00SR=01SR=11SR=10000d1110d1RS触发器的状态表QnQn+1SR000d0110100111d0RS触发器的激励表带同步时钟的RS触发器及其逻辑符号（同步锁存器）带同步时钟的RS触发器的波形JK触发器JKQn+110101000Qn11Qn真值表与状态方程QnQn+1JK=00JK=01JK=11JK=100001111001状态表QnQn+1JK000X011X10X111X0激励表D触发器QnQn+1D000011100111QnQn+1D=0D=1001101DQn+10011激励表状态表T触发器TQn

3、+10Qn1QnQnQn+1T=0T=1001110QnQn+1T000011101110状态表激励表触发器的转换四种触发器可以相互转换一般情况下，触发器的转换需要增加组合电路两种转换方法：1、比较法比较两个触发器的状态方程，找出转换关系2、卡诺图法将转换前的触发器的激励用转换后的输入以及输出表示，并利用卡诺图化简。比较法的例子：将JK触发器转换成D触发器JK触发器的状态方程：D触发器的状态方程转换过程：卡诺图法的例子：将RS触发器转换为JK触发器解：求转换网络，就是求JK触发器的次态卡诺图表示了在JK的各种输入情况下的次态，RS触

4、发器的激励表表示了初、次态转换情况下RS输入的值。所以，将RS触发器的激励表代入JK触发器的次态卡诺图，可以得到从RS触发器转换到JK触发器的转换关系。QnQn+1RS00d001011010110dJK触发器的次态卡诺图RS触发器的激励表都是从初态0到次态03.2触发器的结构及其工作原理四种类型的触发器可以相互转换。JK触发器和D触发器的功能最为完善。尤其是JK触发器，可以比较方便地构成其它各个类型的触发器。在商品集成电路触发器中，较多的是JK触发器和D触发器。RS触发器作为所有触发器的基本构成部分，较多地出现在数字集成电路的内部

5、结构中。D锁存器D锁存器的时序图动作特点：在控制端CP等于逻辑1期间，输出Q的状态随着输入D的改变而改变；在控制端CP等于逻辑0期间，输出Q的状态被锁存。被锁存的状态是控制信号CP从逻辑1到逻辑0转变时刻的输入D的状态。由于在CP=1时，输出和输入的关系似乎是“透明”的，所以这个锁存器也被称为透明锁存器。不实用的JK锁存器的结构当JK=11时，在CP=1期间，JK锁存器将不断空翻。能够保证触发器正常翻转的时钟脉冲的宽度应该不小于2tpd。但是，为了避免再次翻转，CP脉冲的宽度又不能大于3tpd。这个条件实际上是无法实现的，所以实际电

6、路中只有RS锁存器和D锁存器，并不存在JK锁存器。主从触发器主从型RS触发器的结构和图形符号主从型JK触发器的结构和图形符号主从触发器的动作特点：在CP=1期间采样，输出保持不变；在CP=0期间输出，停止采样。由于采样过程发生在整个CP=1期间，所以要求在此期间输入保持稳定。否则将产生错误输出。边沿触发器一、维持-阻塞触发器维持-阻塞结构的RS触发器:若在CP脉冲上升沿前后一个很短的时间，SR=01或10，则触发器的输出状态按照这个激励输入而改变，并在整个CP脉冲周期内得到保持，不会因为激励输入的改变而改变。若在CP脉冲上升沿前后一

7、个很短的时间，SR=00或11，则触发器的输出状态或者可能在CP=1期间改变，或者不确定。维持-阻塞结构的D触发器:通过将RS触发器转换为D触发器，可以保证S和R永远互补，从而避免了RS触发器的输出不确定现象。由于RS总是互补，所以可以省略一根阻塞线。输出状态取决于CP信号上升沿前后瞬间的激励输入D的状态。&&QG1G2G3G4CP&&&G6&G5R’S’置1维持线置0维持线L1L2带直接置位和直接复位的维持-阻塞型D触发器：通过直接置位端SD和直接复位端RD（也称异步置位和异步复位），可以将触发器进行预置（即在整个系统开始运行之前

8、设置触发器的初始状态）或强行复位。维持-阻塞型JK触发器维持-阻塞型的JK触发器不能直接用维持-阻塞型RS触发器转换，原因是维持-阻塞RS触发器的功能不完善。但是可以通过将D触发器转换为JK触发器的办法来构成维持-阻塞型JK触发器。二