nullnull2013 年 3月null第三章 时序逻辑基础null1.触发器的类型、基本特性和作用3.各类触发器的特征方程和功能描述方法
本章重点:2.各类触发器的工作原理
null3.1 RS触发器
触发器基本概念数字电路按照功能的不同分为:组合逻辑电路 时序逻辑电路时序逻辑电路的特点:具有记忆功能 触发器是它的记忆元件组合逻辑电路的特点:不具有记忆功能 由门电路组成。 能够储存一位二进制信息的单元电路称为触发器
触发器是在门电路的基础上引入适当的反馈构成的。
触发器与门电路的最大区别
门电路的输出仅取决于它的输入信号,不具有记忆性;
触发器的输出不仅取决于它的输入信号,还与它原来输出状态有关,因此触发器具有记忆性。null触发器特点
1、有两个稳定状态“0”态和“1”态;
2、能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态;
3、输入信号消失后,被置成的“0”或“1”态能
保存下来,即具有记忆功能。触发器的现态和次态
现态Qn:触发器接收输入信号之前的状态
次态Qn+1:触发器接收输入信号之后的状态触发信号:使触发器状态改变的输入信号
触发器状态改变翻转,触发器的状态不变称为保持 触发器分类
按触发方式分:电位触发方式、主从触发方式及边沿触发方式。
按逻辑功能分:RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。null3.1.1 RS触发器的工作原理和逻辑功能
信号输入端低电平有效1.电路组成和逻辑符号用两个与非门交叉连接构成电路组成逻辑符号null10011 002.工作原理null01100 11null1 1不变null0011?0 0不定nullQn+1 = Qn“保持”Q = 00 态“置 0”或“复位” (Reset)Q = 11 态“置 1”或“置位” (Set)1 态0 态信号同时撤消:状态不定 (随机)
总结
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:null⑴特性表:触发器的次态Qn+1与现态Qn以及输入信号之间的关系表。3.逻辑功能描述RS触发器的特性表null次态Qn+1的卡诺图特性方程触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式 Qn0001111000× 1101⑵特性方程×10null描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图01×1/1×/10/01/⑶状态转换图null⑷波形图反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形置1置0置1置1置1保持不允许不定null 1、R=S=0是不允许的,这时Q端和Q端都为高电平,这是一种未定义的状态。
2、当R=S=0的信号同时撤销时状态不定。
3、当R=S=0的信号分时撤销时,状态决定于后撤销的信号。null【上节知识复习】2、根据给出的输入信号画出各输出端波形。1、描述RS触发器逻辑功能的方法有几种?分别
如何表示?3.1.2 集成RS触发器74LS2793.1.2 集成RS触发器74LS2793.1.3 RS触发器应用举例3.1.3 RS触发器应用举例 机械开关直接驱动逻辑门,由于合闸时的抖动,逻辑门输出出错。null 机械开关接触发器, 合闸时的抖动相当于触发器两输入端都接高电平,触发器状态不变,可以消除抖动产生的影响。null 3.2 D触发器3.2.1逻辑电路与逻辑符号CP端有小圆圈表示下降沿触发,
若无小圆圈表示上升沿触发。G5、G6、G7和G8 组成的电路受时钟信号CP的控制;G1、G2 、G3和G4组成的电路受 的控制。 null1.CP=0时的情况
G7OUT=G8OUT=1,所以无论数据输入端D怎样变化,G5和G6组成的RS触发器的输出状态保持不变。
G3和G4两个门被打开,G3OUT= 、G4OUT= ,即G1和G2组成的RS触发器的 = 、 = 。3.2.2工作原理null2.CP=1时的情况
G3OUT=G4OUT=1,所以无论G5OUT的输出怎样变化,G1和G2组成的RS触发器的输出状态保持不变。
G7和G8两个门被打开,G7OUT= 、G8OUT=D,即G5和G6组成的RS触发器的 = 、 = D 。3.2.2工作原理只是随着D的变化而变化,
并不锁存。null3.CP下降沿时的情况
G7和G8两个逻辑门被封锁,G3和G4两个逻辑门被打开;Q=D。
4. CP下降沿过后的情况
CP下降沿过后G7和G8两个逻辑门被封锁, 锁存的CP下降沿时刻的D值保持不变,G3和G4两个逻辑门被打开,D触发器的状态Q保持,当然也不变。
3.2.2工作原理3.2.3逻辑功能描述
1. D触发器的特性方程:
综上所述可得D触发器的特性方程:Qn+1=Dnull3.2.3逻辑功能描述
1. D触发器的特性方程:
综上所述可得D触发器的特性方程:Qn+1=D
2. D触发器的特性表
根据D触发器的特性方程可以列出D触发器的特性表。
3. D触发器的状态转换图
根据D触发器的特性表可以画出
D触发器的状态转换图,如右图
所示。null4. D触发器的时序图
D触发器的时序图如下图所示。时钟脉冲CP和激励输入D的波形是给定的,触发器的起始状态为0。根据CP上升沿触发和D触发器的特性方程或特性表或者状态转换图即可画出Q和 的波形。null 常用的集成D触发器有双D触发器74LS74、四D触发器74LS75和六D触发器74LS176等。下图所示为74LS74的管脚排列图:3.2.4集成D触发器74LS74null3.3 JK触发器
3.3.1逻辑电路与逻辑符号
JK触发器的逻辑电路是在D触发器的基础上增加3个逻辑门,并将输出Q反馈回两个与逻辑,同激励输入J、K相与后再相或组成的。
JK触发器与D触发器一样,CP也是下降沿有效。null 3.3.2 逻辑功能描述
1. JK触发器的特性方程
2. JK触发器的特性表
根据JK触发器的特性方程可以列出JK触发器的特性表。null根据JK触发器的特性表可以总结出JK触发器的特性是:J=K=0、Qn+1= Qn,J=K=1、Qn+1= ,J、K相异、Qn+1=J。
3. JK触发器的状态转换图
根据JK触发器的特性表可以画出JK触发器的状态转换图,如右图所示。null 4. JK触发器的时序图利用特性:J=K=0、Qn+1= Qn,J=K=1、Qn+1= ,J、K相异、Qn+1=J。null3.4 T触发器
3.4.1逻辑电路与逻辑符号
null3.4.2逻辑功能描述
1.特性方程
T=0是保持状态不变,T=1时翻转
D触发器也可以构成T触发器,由D触发器构成T触发器如下图所示。2.特性表和状态转换图null2.特性表和状态转换图nullnull1.基本RS触发器3.触发器逻辑功能表示方法及转换
特性表、卡诺图、特性方程、状态图和时序图 本章小结2.时钟触发器逻辑功能分类
JK型、D型、T型