锁存器与触发器ppt课件.ppt

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1、5 锁存器和触发器锁存器和触发器教学基本要求教学基本要求1、掌握锁存器、触发器的电路结构和工作原理、掌握锁存器、触发器的电路结构和工作原理2、熟练掌握、熟练掌握SR触发器、触发器、JK触发器、触发器、D触发器及触发器及T 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能3、正确理解锁存器、触发器的动态特性、正确理解锁存器、触发器的动态特性1 1、时序逻辑电路与锁存器、触发器：、时序逻辑电路与锁存器、触发器： 时序逻辑电路时序逻辑电路: :概述概述锁存器和触发器锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。 结构特征结构特征: :由组合逻辑电路和存储电路组成由组合逻辑电路和存

2、储电路组成, ,电路中存在反馈。电路中存在反馈。工作特征：工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。 具有具有0 和和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行保持。一个两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行保持。一个锁存器或触发器锁存器或触发器能存储一位二进制码。能存储一位二进制码。2、锁存器与触发器、锁存器与触发器共同点：共同点： 不同点：不同点：锁存器锁存器-对脉冲电平敏感的对脉冲电平敏感的存储存储电路，在特定输入脉冲电平作用下电路

3、，在特定输入脉冲电平作用下改变状态。改变状态。触发器触发器-对脉冲边沿敏感对脉冲边沿敏感的存储电的存储电路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿的变化瞬间改变状态。的变化瞬间改变状态。 CP CP E E 双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路双稳态的概念双稳态的概念 稳稳态态稳稳态态介介稳稳态态 1 Q Q 1 G1 G2 反馈反馈双稳态存储单元电路双稳态存储单元电路 电路有两个互补的输出端电路有两个互补的输出端Q端的状态定义为电路输出端的状态定义为电路输出状态。状态。 双稳态电路的特点是：它有两个双稳态电路的特点是：它有两个稳定状态，在没有外来触发信号的作稳定状态，在没有

4、外来触发信号的作用下。电路始终处于原来的稳定状态。用下。电路始终处于原来的稳定状态。由于它具有两个稳定状态，故称为双由于它具有两个稳定状态，故称为双稳态电路。在外加输入触发信号作用稳态电路。在外加输入触发信号作用下，双稳态电路从一个稳定状态翻转下，双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。到另一个稳定状态。 1 1 Q Q G1 G2 VO1 VO2 VI1 VI2 2、逻辑状态分析、逻辑状态分析01 1 1 Q Q G1 G2 VO1 VO2 VI1 VI2 电路具有记忆电路具有记忆1 1位二进制数据的功能。位二进制数据的功能。 10如如 Q = 1如如 Q = 010双稳态存储单元双稳

5、态存储单元1、电路结构、电路结构3. 模拟特性分析模拟特性分析 1 1 Q Q G1 G2 VO1 VO2 VI1 VI2 介介稳稳态态点点 a b c d e I1 = O2 O1 = I2 0 稳稳态态点点(Q=1) 稳稳态态点点(Q=0) I1 O1a.电路图电路图b.图形符号图形符号5.2.1 SR锁存器锁存器 1 1 Q Q R G1 G2 1 1 S +VDD T4 T2 T6 T5 T1 T3 Q Q S R 或或非非门门 G1 或或非非门门 G2 1. 1. 基本基本SR锁存器锁存器电路的初态与次态电路的初态与次态初态：初态：R、S信号作用前信号作用前Q端的状态端的状态. 初态

6、初态用用Q n表示。表示。次态：次态：R、S信号作用后信号作用后Q端的状态端的状态. 次态次态用用Q n+1表示。表示。1) 工作原理工作原理0 00 0若初态若初态 Q n = 1若初态若初态 Q n = 01 10 01 10 01 10 00 00 0R=0、S=0 1 1 Q Q R G1 G2 1 1 S 1 1 Q Q R G1 G2 1 1 S 无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的状态不变，锁存器的状态不变 S 1 Q Q 1 R G1 G2 无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的次态为为，锁存器的次态为为1态。态。 信号消失信号消失后新的状态将被记忆下来。后新的状

7、态将被记忆下来。0 01 1 S 1 Q Q 1 R G1 G2 若若初态初态 Q n = 0若初态若初态 Q n = 10 01 10 01 10 0R=0、S=11 10 01 1 S 1 Q Q 1 R G1 G2 无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的次态为，锁存器的次态为0态。态。 信号消失后信号消失后新的状态将被记忆下来。新的状态将被记忆下来。1 10 0 S 1 Q Q 1 R G1 G2 若若初态初态 Q n = 1若初态若初态 Q n = 01 11 10 01 10 00 01 10 01 1R=1 、 S=00 0 S 1 Q Q 1 R G1 G2 1 11 10

8、 00 0S=1 、 R=11 10 0无论初态无论初态Q n为为0或或1，锁存器的次态，锁存器的次态 、 都为都为0 。nQnQ约束条件约束条件: SR = 0当当S、R 同时回到同时回到0时，由于两个与非时，由于两个与非门的延迟时间无法确定，使得触发器门的延迟时间无法确定，使得触发器最终稳定状态也不能确定。最终稳定状态也不能确定。锁存锁存器的输出既不是器的输出既不是0态，也不是态，也不是1态态2）逻辑符号与逻辑功能逻辑符号与逻辑功能不确定不确定111不确定不确定011110110010110001011000000RS逻辑功能表逻辑功能表nQ1n Q不变不变置置0 0置置1 1状态状态不确

9、定不确定 S Q Q R S R S为置为置1端，端，R为置为置0端，端，且都是高电平有效且都是高电平有效*QQRSDD*QQRSDD不变不变置置1不变不变置置0置置1 不变不变不变不变3）工作波形工作波形(设初态为设初态为0） S R 01001000000010QQ S Q Q R S R 画工作波形画工作波形方法：方法：1.根据锁存器信号敏感电平根据锁存器信号敏感电平,确定状态转换时间确定状态转换时间2. 根据锁存器的逻辑功能确定根据锁存器的逻辑功能确定Qn+1。不确定不确定111不确定不确定011110110010110001011000000RSnQ1n Q 1 1 Q Q R S

10、4 4）用与非门构成的基本）用与非门构成的基本SR锁存器锁存器、 S Q Q R R S c.国标逻辑符号国标逻辑符号a.电路图电路图b.b.功能表功能表 RSQ不定不定10010100101不变不变1 11不变不变Q约束条件约束条件: S +R = 1 S Q Q R 画工作波形画工作波形功能表功能表 RSQ不定不定不不定定0010100101不变不变1 11不变不变Q S R Q Q 不变不变不定不定置置1 1 不变不变 置置1 1不变不变置置0 0不变不变110111011110110011 R vO t0 t1 vO t0 t1 t +5V +5V 5）、）、应用举例应用举例 -去抖动

11、电路去抖动电路开关闭合时开关闭合时开关断开时开关断开时开关接开关接A时振动时振动,Q=1 开关开关接接 B振动振动 100k A B Q 1 2 74HCT00 R S 100k S +5V +5V R S Q 开关起始状态开关起始状态: :接接B, = 0 =1 Q=0RS开关转接开关转接A, = 1 =0 Q=1RS悬空时悬空时 =X =1 Q不变不变RS 去抖动电路工作原理去抖动电路工作原理S S悬空时悬空时 =X =1 Q不变不变SR 2. 逻辑门控逻辑门控SR锁存器锁存器 R E S & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 1、电路结构电路结构 1R E1

12、 1S Q Q E S R 国标逻辑符号国标逻辑符号简单简单SR锁存器锁存器使能信号控制门电路使能信号控制门电路 R E S & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 2 2、工作原理、工作原理 S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Qn+1=1 S=0，R=1：Qn+1=0 S=1，R=1：Qn+1= E=1：E=0：0 0 1 1& & & & &状态发生变化。状态发生变化。 状态不变状态不变Q3 = S Q4 = RSR3、 逻辑功能的几种描述方式：逻辑功能的几种描述方式： 1) 逻辑功能表逻辑功能表 （E=1） 2) 特性方程特性方程 0 1 0 0

13、 1 1 S 1 RQn 0 00 01 11 10 状态不定状态不定011111 置置1010011 置置0011100 状态不变状态不变010000 说说 明明Qn+1QnRS010011= f (RSQn 1Qn) = = 1QRSQnn= = 0SR约束条件约束条件状态不状态不定定011111置置1010011置置0011100状态不状态不变变010000 说说 明明Qn+1QnRS010011 4 4、状态转换图状态转换图 逻辑功能表逻辑功能表S = 1R = 0S =0R =1S = 0R = XS = XR = 0 0 1 状态转换图用于电路设计：已知状态的转换，确定状态转换图用

14、于电路设计：已知状态的转换，确定S、R的的逻辑值逻辑值 5、工作波形工作波形 E S R Q SRQn+1 00Qn 01 0 10 1 11 逻辑功能逻辑功能表表E=1期间的期间的S 、 R信号影响锁存器的状态。信号影响锁存器的状态。E=0为低电平期间锁存器状态不变。为低电平期间锁存器状态不变。功能表、特性方程、状态转换图功能表、特性方程、状态转换图 、波形图。波形图。逻辑功能的四种描述方式逻辑功能的四种描述方式: 1R E1 1S Q Q E S R 5）动作特点：）动作特点：E=1期间电路对信号敏感，并按期间电路对信号敏感，并按S 、 R信号改变信号改变锁存器的状态。锁存器的状态。5.2

15、.2 D 锁存器锁存器1. 逻辑门控逻辑门控 D 锁存器锁存器 1D E1 Q Q E D 国标逻辑符号国标逻辑符号 R E & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S 逻辑电路图逻辑电路图该锁存器有几种工作状态该锁存器有几种工作状态?有非定义状态吗有非定义状态吗? E D 1 1 G5 R E D & & 1 1 1 1 G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S 1 1 G5 =DS =0 R=1D=0Q = 0D=1Q = 1E=0不变不变E=1= DS =1 R=0D 锁存器的功能表锁存器的功能表置置10111置置01001保持保持不变不变不不变变0功能

16、功能QDEQ逻辑逻辑功能功能1. 逻辑门控逻辑门控 D 锁存器锁存器CMOS传输门传输门( (双向模拟开关双向模拟开关) ) 1 1. CMOS传输门电路传输门电路TP vI /vO TN vO /vI C C +5V 5V 电路电路vI /vO vO /vI C C T G 逻辑符号逻辑符号I / Oo/ IC等效电路等效电路2、CMOS传输门电路的工作原理 设设TP:|VTP|=2V， TN:VTN=2V I的变化范围为的变化范围为5V到到+5V。 5V+5V 5V到到+5V GSN0, TP截止截止TP vI /vO TN vO /vI C C +5V 5V 1）当）当c=0， c =1

17、时时c=0=-5V， c c =1=+5V C TP vO/vI vI/vO +5V 5V TN C +5V5V GSP= 5V (3V+5V)= 2V 10V GSN=5V (5V+3V)=(102)V b、 I= 3V5V GSNVTN, TN导通导通a、 I= 5V3VTN导通，导通，TP导通导通 GSP |VT|, TP导通导通C、 I= 3V3VIOvv= =2）当）当c=1， c =0时时传输门组成的数据选择器传输门组成的数据选择器C=0TG1导通导通, TG2断开断开 L=XTG2导通导通, TG1断开断开 L=YC=1传输门的应用传输门的应用2. 传输门控传输门控 D 锁存器锁

18、存器 1 1 TG2 TG1 1 1 G1 G2 G4 G3 E C Q Q C C C D C C 1 1 G1 TG2 G2 Q Q TG1 D 1 1 G1 TG2 G2 Q Q TG1 D E=0时时E=1时时(a) 电路结构电路结构CTG2导通，导通，TG1断开断开 TG1导通，导通，TG2断开断开Q = DQ 不变不变101010(b)工作原理工作原理 D E 1 1 TG TG 1 1 G1 TG2 G2 G4 G3 E C Q Q C C C TG1 D C C Q Q (b) 工作波形工作波形 2. 传输门控传输门控 D 锁存器锁存器3. 锁存器的动态特性锁存器的动态特性 D

19、 Q tSU tH tW tpLH E tpHL 保持时间保持时间tH :确保数据的可靠锁存的最少时间。确保数据的可靠锁存的最少时间。延迟时间延迟时间tpLH:输出从低电平到高电平的延迟时间输出从低电平到高电平的延迟时间;Q脉冲宽度脉冲宽度tW :为保证为保证D信号正确传送到信号正确传送到Q和和 1 1 TG TG G1 TG2 G2 Q Q C C C TG1 D C 建立时间建立时间tSU :表示表示D信号对信号对E下降沿的最少时间提前量。下降沿的最少时间提前量。延迟时间延迟时间tpHL:高电平到低电平的延迟时间。高电平到低电平的延迟时间。三态与非门三态与非门(TSL ) 当当CS= 3.

20、6V时时CS数据输入端数据输入端输出端输出端LAB10010111011100三态与非门真值表三态与非门真值表 当当CS= 0.2V时时CS数据输入端数据输入端输出端输出端L LAB10010111011100高阻高阻高电平高电平使能使能=高阻状态高阻状态与非逻辑与非逻辑 ZL ABLCS = 0_CS =1真值表真值表逻辑符号逻辑符号ABCS & L ENCMOS八八D锁存器锁存器- 74HC/HCT373 LE 1 1 OE 1 E 1 E 1 E Q1 Q7 Q0 D1 D7 D0 1D C1 C1 1 1D C1 C1 1D C1 C1 OE =0三态门使能三态门使能, ,数据输出数据

21、输出LE=0锁存器的状态不变锁存器的状态不变LE=1锁存器的状态随锁存器的状态随Dn n变化变化OE =1三态门为高阻态三态门为高阻态, ,数据数据不能输出不能输出4. 4. 典型集成电路典型集成电路传输门传输门控控 D 锁存器锁存器传输门传输门控控 制制74HC/HCT373的功能表的功能表工作模式工作模式输输 入入内部锁存内部锁存器器状状 态态输输 出出LEDnQn使能和读锁存使能和读锁存器器（传送模式）（传送模式）LHLLLLHHHH锁存和读锁存锁存和读锁存器器LLL*LLLLH*HH锁存和禁止输锁存和禁止输出出H高阻高阻H高阻高阻L*和和H*表示门控电平表示门控电平LE由高变低之前瞬间

22、由高变低之前瞬间Dn的逻辑电平。的逻辑电平。OE E 5.3 触发器的电路结构和工作原理触发器的电路结构和工作原理1. 锁存器与触发器锁存器与触发器 CP CP 锁存器在锁存器在E的高的高(低低)电平期间电平期间对信号敏感并更新状态对信号敏感并更新状态触发器在触发器在脉冲脉冲边边沿沿(上升沿或上升沿或下降沿下降沿)的作用下产生状态的的作用下产生状态的刷新刷新(触发触发) E 1 1 TG TG TG2 Q C C C TG1 D C 1 1 TG TG TG4 Q Q C C C TG3 C Q CP 1 C C G1 G4 G3 G2 主锁存器主锁存器5.3.1 主从触发器主从触发器TG1和

23、和TG4的工作状态相同的工作状态相同TG2和和TG3的工作状态相同的工作状态相同传输门控传输门控 D 锁存器锁存器从锁存器从锁存器 C1 1D Q Q 逻辑符号逻辑符号5.3 触发器的电路结构和工作原理触发器的电路结构和工作原理TG1导通，导通，TG2断开断开输入信号输入信号D 送入主锁存器。送入主锁存器。TG3断开，断开，TG4导通导通从锁存器维持在原来的状态不变。从锁存器维持在原来的状态不变。 (1) CP=0时时: 1 1 TG TG TG2 Q C C C TG1 D C 主主锁锁存存器器 1 1 TG TG TG4 Q Q C C C TG3 C 从从锁锁存存器器 Q G1 G4 G

24、3 G2 C =1，C=0， CP 1 C C DDD1. 工作原理工作原理5.3.1 主从触发器主从触发器(2) CP由由0跳变到跳变到1 : 1 1 TG TG TG2 Q C C C TG1 D C 主主锁锁存存器器 1 1 TG TG TG4 Q Q C C C TG3 C 从从锁锁存存器器 Q G1 G4 G3 G2 C =0，C=1， CP 1 C C D触发器的次态仅仅取决于触发器的次态仅仅取决于CP信号上升沿到达前瞬间的信号上升沿到达前瞬间的D信号信号 主锁存器主锁存器:TG1断开，断开，TG2导通导通,从从锁存器锁存器:TG3导通，导通，TG4断开断开, Q 的的信号送信号送

25、Q端。端。主锁存器主锁存器维持原态不变。维持原态不变。 DDD5.3.1 主从触发器主从触发器2. D 触法器的逻辑功能触法器的逻辑功能特性方程特性方程Qn+1=D状态转换图状态转换图 D=1 D=0 D=0 D=1 0 1 逻辑功能表逻辑功能表nQ1n Q111101010000D动作特点：电路在动作特点：电路在CP 的上升沿对信号敏感的上升沿对信号敏感,并产生状态变化。并产生状态变化。次态与次态与CP 的上升沿前一瞬间的上升沿前一瞬间 的状态相同的状态相同5.3.1 主从触发器主从触发器 CP D 对对CP上升沿敏感的边沿触发器上升沿敏感的边沿触发器工作波形工作波形 C1 1D Q Q 5

26、.3.1 主从触发器主从触发器 CP D 工作波形工作波形 C1 1D Q Q 对对CP下降下降沿敏感的边沿触发器沿敏感的边沿触发器5.3.1 主从触发器主从触发器 1 TG TG TG2 C C C TG1 D C 1 TG TG TG4 Q Q C C C TG3 C 1 G3 1 1 1 G1 1 1 1 1 RD SD CP 1 C C G4 G2 2、典型集成电路、典型集成电路-CMOS D触发器触发器74HC/HCT740 00 01 10 01 10 01 10 00 01 10 01 1 的直接置的直接置1和直接置和直接置0的作用的作用 RD、 SD RD=0 SD=1 CP=

27、05.3.1 主从触发器主从触发器同理同理,可分析当可分析当 时时,1,0RS=1,0QQ=当当CP=0 时时,0,1RS=0Q = =当当CP=0 时时,1,0RS=1Q = = 1 TG TG TG2 C C C TG1 D C 1 TG TG TG4 Q Q C C C TG3 C 1 G3 1 1 1 G1 1 1 1 1 RD SD CP 1 C C G4 G2 1 11 10 01 10 00 01 11 10 00 00 00 01 1 R=0 S=1 CP=1 RD、 的直接置的直接置1和直接置和直接置0的作用与的作用与CP无关无关 SD R=0 S=1 Q=0CP=1或或CP

28、=0 R=1 S=0 Q=1CP=1或或CP=05.3.1 主从触发器主从触发器同理同理,可分析当可分析当 时时,1,0RS= = =1,0QQ= = = 74HC/HCT74的功能表的功能表DSQDSDR1nQLHHHHHLLHHQn+1DCPHHLLHLLHLHHLQDCP输输 出出输输 入入DR S C1 1D R S C2 2D R 1SD 1RD 1CP 1D 1Q 1Q 2SD 2RD 2CP 2D 2Q 2Q 国标逻辑符号国标逻辑符号 3. 典型集成电路典型集成电路 74HC/HCT74直接直接置置1直接直接置置0D功能功能具有直接置具有直接置1、直接置、直接置0，正边沿触发的，

29、正边沿触发的D功能功能触发器触发器5.3.1 主从触发器主从触发器RDQCPSDD S C1 1D R SD RD CP D Q Q 已知触发器的输入波形，试对应已知触发器的输入波形，试对应画出画出Q端端输出波形输出波形 5.3.1 主从触发器主从触发器5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器1. 1. 电路结构与工作原理电路结构与工作原理 由由3 3个基本个基本SR锁存器组成锁存器组成置置0维持线维持线接受接受D、CP输入信号输入信号根据根据 确定确定触发器的状态触发器的状态 RS G1 & CP Q1 & G2 G3 & & & G5 Q2 Q3 S R G4 Q4 D G6 Q Q &

30、0 01 11 1D DD D 1 & C P Q1 & G33 & & & Q2 Q3 S RQ4 D QQ& CP = 0 Qn+1=QnD 信号进入触发器信号进入触发器, ,为状态刷新作好准备为状态刷新作好准备Q1 = DQ4= D2、工作原理、工作原理:触发器触发器, ,状态不变状态不变G2G1G4G5G65.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器0 01 1D DD D G1 & C P Q1 & 3 & & & G5 Q2 Q3 S R G4 Q4 D G Q Q & 当当CP 由由0跳变为跳变为11 10 00 0D DD DDQn= = 1在在CP脉冲的上升脉冲的上升沿，触法器按

31、此沿，触法器按此前的前的D信号刷新信号刷新1 11 1G2G4G6G5G32、工作原理、工作原理:5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器 1 & C P Q1 & 3 & & & G5 Q2 Q3 S R G Q4 D G6 Q Q & 当当CP =1置置0维持线维持线1 11 10 0D信号不影响信号不影响 、 的状态，的状态，Q的状态不变的状态不变RS0 0置置1阻塞线阻塞线如如Qn+1=0G1G2G3G4G5G60 01 1D不能改变不能改变Q3、Q25.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器1 1 1 & C P Q1 & 3 & & & 5 Q2 Q3 S R G Q4 D G Q

32、Q & 当当CP =10 01 1置置1维持线维持线置置0 阻塞线阻塞线1 1结论：结论：在在CP脉冲的上升沿到来瞬间使触发器的状态变化脉冲的上升沿到来瞬间使触发器的状态变化D信号不影响信号不影响 、 的状态，的状态，Q的状态不变的状态不变RS如如Qn+1=1G1G2G3G4G5G60 01 11 1 Q2、Q3状态不变状态不变触发器的次态与触发器的次态与CP脉冲的上升沿到来前一瞬间脉冲的上升沿到来前一瞬间D的状态相同的状态相同5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器工作波形工作波形 S 1D R Q Q “1” D CP C1 CP D Q 逻辑功能表逻辑功能表维持阻塞维持阻塞D触发器状态变

33、化产生在时钟触发器状态变化产生在时钟脉冲的上升沿，其次态决定于该时刻前脉冲的上升沿，其次态决定于该时刻前瞬间输入信号瞬间输入信号D。nQ1n Q111101010000D5.3.2 维持阻塞触发器维持阻塞触发器例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能 Q Q & 1 & 1 1 1D C1 CP J K J K 触发器触发器QKQJD = =nnnQKQJDQ = = = 1J = K= 0Qn= 0Qn+1= 0Qn= 1Qn+1= 1J = 0 K= 1Qn= 0Qn+1= 0Qn= 1Qn+1= 0J=1 K= 0Qn= 0Qn+1= 1Qn= 1Qn+1= 1J =K= 1

34、Qn= 0Qn+1= 1Qn= 1Qn+1= 0 1J C1 1K Q Q J CP K 逻辑符号逻辑符号5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能不变不变置置0 0置置1 1翻转翻转 翻翻 转转10011111 置置 111010011 置置 000011100状态不变状态不变01010000 说说 明明Qn+1QnKJ功能表功能表 1nnnQJQKQ=特性方程特性方程1、 JK 触发器的触发器的逻辑功能逻辑功能 0 1 0 0 1 1 0 1 J 1 KQn 0 00 01 11 10 5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 1J C1 1K Q Q J CP K 逻辑符号逻辑符号 翻翻

35、转转10011111 置置 111010011 置置 000011100状态不变状态不变01010000 说说 明明Qn+1QnKJ功能表功能表 状态转换图状态转换图 1 0 J=XK=1J=1K=XJ=XK=0J=0K=X1、 JK 触发器的触发器的逻辑功能逻辑功能5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能工作波形工作波形 CP J K Q 1 0 0 1 1 1 0 0 JKQn+1 00Qn 01 0 10 1 11Q Qn n JK触发器触发器真值表真值表 1J C 1 1K Q Q J C P K J K 触发器状态变化发生在时钟触发器状态变化发生在时钟脉冲的下降沿，次态决定于该时脉冲

36、的下降沿，次态决定于该时刻前瞬间输入的刻前瞬间输入的J K信号信号。5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能画出触发器的工作波形画出触发器的工作波形Q 1J C1 1K R S J CP K Q SD RD Q RDKCPSDJ5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 1J C1 1K Q Q T触发器触发器 T特性方程特性方程状态转换图状态转换图功能表功能表nQ1n Q011101110000TnnnQTQTQ = = 1 T=1 T=1 T=0 T=0 0 1 1T C1 Q Q T CP 逻辑符号逻辑符号 5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能T触发器触发器 1J C1 1K Q Q

37、1 Q Q CP C 逻辑符号逻辑符号 特性方程特性方程nnQQ= = 1上升沿触发的上升沿触发的T触发器触发器时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。时钟脉冲每作用一次，触发器翻转一次。 5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能5.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 1D C1 Q Q D CP 1J C1 1K Q Q J CP K 1T C1 Q Q T CP 1S C1 1R Q Q S CP R 1D C1 Q Q D CP 1J C1 1K Q Q J CP K 1T C1 Q Q T CP 1S C1 1R Q Q S CP R 上升沿触发的不同功能触发器上升沿触发的不同功能触发器

38、下降沿触发的不同功能触发器下降沿触发的不同功能触发器5.3.4 D 触发器功能的转换触发器功能的转换1.D 触发器构成触发器构成 J K 触发器触发器 Q Q & 1 & 1 1 1D C 1 CP J K 1nnnQJQKQ=Qn+1 = D QKQJD = =组合组合电路电路 Q Q 1D C1 CP DKJ2. D 触发器构成触发器构成 T 触发器触发器QTQTQTD = = = =组合组合电路电路 Q Q 1D C1 CP DTQn+1 = D nnnQTQTQ = = 1 Q Q 1D C1 = =1 1 T C Q Q 1D C1 T C= = 5.3.4 D 触发器功能的转换触发

39、器功能的转换3. D 触发器构成触发器构成 T 触发器触发器Qn+1 = D Q Q 1D C1 CP nnQQ= = 1nQD = =CPQT 触发器可实现二分频逻辑功能触发器可实现二分频逻辑功能5.3.4 D 触发器功能的转换触发器功能的转换：输入信号电平直接控制其状态输入信号电平直接控制其状态传输门控锁存器：传输门控锁存器：维持阻塞维持阻塞触发器触发器传输延迟结构触器传输延迟结构触器存储单元存储单元锁存器锁存器触发器触发器主从触发器主从触发器基本基本SR锁存器锁存器在使能电平作用下由输在使能电平作用下由输入信号决定其状态。入信号决定其状态。在时钟脉冲的上升在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用下

40、改变沿或下降沿作用下改变状态。状态。小小 结结1、结构与、结构与工作特点工作特点逻辑门控锁存器：逻辑门控锁存器：2 2、结构与工作特点、结构与工作特点3、触发器的电路结构与逻辑功能、触发器的电路结构与逻辑功能逻辑功能逻辑功能D触发器触发器T（T）触发器）触发器触发器触发器JK触发器触发器SR触发器触发器逻辑功能的描述方式：逻辑功能的描述方式：特性表、特性方程和特性表、特性方程和状态图、波形图。状态图、波形图。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系。 1D C1 Q Q D CP 1J C1 1K Q Q J CP K 1T C1 Q Q T CP 1S

41、C1 1R Q Q S CP R 1D C1 Q Q D CP 相同结构有不同功能相同结构有不同功能相同功能有不同结构相同功能有不同结构 1D C1 Q Q D CP 例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能CLK3 & 3 & 3 & 3 & 1JK&3 & 3 & K3 & K1G1G2G3G4G6G5G7G8MNQQSR锁存器锁存器SR锁存器锁存器输入控制门输入控制门输入控制门输入控制门G1-G6组成组成SR锁存器；锁存器；G7，G8为控制门为控制门例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能CLK3 & 3 & 3 & 3 & 1JK&3 & 3 & K3 & K1

42、G1G2G3G4G6G5G7G8MNQQ工作原理工作原理:假设初始状态为：假设初始状态为：Q=0；Q=1当当CLK=0时时1 11 1G7，G8被封锁被封锁M，N为高电平为高电平门门G3、G5是打开是打开的，的，SR锁存器状锁存器状态得以保持态得以保持0 01 1例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能CLK3 & 3 & 3 & 3 & 1JK&3 & 3 & K3 & K1G1G2G3G4G6G5G7G8MNQQ当当CLK=0变为高变为高电平后电平后G2，G6解除封锁，解除封锁，SR锁存器状态不锁存器状态不变变若若J=1，K=00 01 10 01 1G3,G5仍然关闭仍然关闭

43、SR锁存器仍保持锁存器仍保持原状态原状态例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能CLK3 & 3 & 3 & 3 & 1JK&3 & 3 & K3 & K1G1G2G3G4G6G5G7G8MNQQ当当CLK下降沿到下降沿到达时达时G2，G6将立即锁将立即锁闭闭由于由于G7，G8存在存在延时，延时，M、N的电的电平不会马上改变平不会马上改变0 01 1此时，此时，G2、G3各各有一个输入为低有一个输入为低电平，电平，Q=1，并经，并经过过G5，使得，使得Q=01 10 01 10 01 10 0例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能CLK3 & 3 & 3 & 3 & 1JK&3 & 3 & K3 & K1G1G2G3G4G6G5G7G8MNQQ1 10 0经过经过G7，G8延时延时后，后，M，N都为高都为高电平，对电平，对SR锁存锁存器状态无影响器状态无影响1 11 1同时，输入控制同时，输入控制门门G7，G8被封锁被封锁例：分析下面例：分析下面触发器实现功能触发器实现功能CLK3 & 3 & 3 & 3 & 1JK&3 & 3 & K3 & K1G1G2G3G4G6G5G7G8MNQQ1 11 1G7，G8被封锁被封锁M，N为高电平为高电平门门G3、G5是打开是打开的，的，SR锁存器状锁存器状态得以保持态得以保持1 10 0