第17章触发器.ppt

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1、第第17章章 时序逻辑电路时序逻辑电路17.1 概述概述 17.2 触发器触发器 R-S触发器触发器 D触发器触发器 JK触发器触发器17.3 寄存器和计数器寄存器和计数器17.1 概述概述触发器的功能：触发器的功能：形象地说，形象地说，它具有它具有“一触即发一触即发”的的功能。在输入信号的作用下，它能够从一种状功能。在输入信号的作用下，它能够从一种状态态(0 或或 1)转变成另一种状态转变成另一种状态(1 或或 0)。触发器的特点：触发器的特点：有记忆功能的逻辑部件。输出状态有记忆功能的逻辑部件。输出状态不只与现时的输入有关，还与原来的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。有

2、关。触发器的分类：触发器的分类：按功能分：按功能分：有有R-S触发器、触发器、D型触发器、型触发器、JK触发器、触发器、T型等；型等；按触发方式划分：按触发方式划分：有电平触发方式、主从有电平触发方式、主从触发方式和边沿触发方式触发方式和边沿触发方式。17.2 触发器触发器17.2.1 R-S触发器触发器&RDSDQQRD RESET直接复位端直接复位端S D SET直接置位端直接置位端Q,Q 输出端输出端 1.基本的基本的R-S触发器触发器组成：用组成：用2个与非门个与非门(或或非门或或非门)构成构成若原状态：若原状态：10QQ输出仍保持：输出仍保持：10QQ11001010若原状态：若原状

3、态：01QQ01111010输出变为：输出变为：10QQ若原状态：若原状态：10QQ10101011输出变为：输出变为：01QQ若原状态：若原状态：01QQ00110101输出保持：输出保持：01QQ若原状态：若原状态：10111001输出保持原状态：输出保持原状态：01QQ01QQ若原状态：若原状态：10QQ01110110输出保持原状态：输出保持原状态：10QQR-S触发器真值表触发器真值表RDSDQQ 0 1 0 1(复位复位)1 0 1 0(置位置位)1 1 保持原状保持原状 0 0 不确定不确定 指指RD、SD同时从同时从00变变成成11时时,输出端状态不定输出端状态不定&RDSDQ

4、Q00111111&RDSDQQ001111110000即即Q、Q也可能是也可能是01,也可能是也可能是10设计电路时此种情况设计电路时此种情况应避免应避免R-S 触发器特点触发器特点:(1)具有两个稳态具有两个稳态(Q=0,Q=1或或Q=1,Q=0),称为称为 双稳态触发器双稳态触发器.(2)可触发使之翻转可触发使之翻转(使使RD、SD之一为之一为0时可翻转时可翻转).(3)具有记忆功能具有记忆功能(RD、SD都为都为1时，保持原来状态时，保持原来状态).R-S触发器应用举例触发器应用举例:单脉冲发生器单脉冲发生器&RDSDQQ+5V+5V4.7k 4.7k KR-S触发器应用举例触发器应用

5、举例:单脉冲发生器单脉冲发生器&RDSDQQ+5V+5V4.7k 4.7k KR-S触发器应用举例触发器应用举例:单脉冲发生器单脉冲发生器&RDSDQQ+5V+5V4.7k 4.7k KQQt正脉冲正脉冲负脉冲负脉冲2 同步同步RS触发器触发器QQRDSDabRDSDcdRSCP“同步同步”的含义：由时钟的含义：由时钟CP决定决定R、S能否对输能否对输出端起控制作用。出端起控制作用。直接清零端直接清零端直接置位端直接置位端输出端输出端输入端输入端QQRDSDabRDSDcdRSCP平时常平时常为为 1平时常平时常为为 1直接清零端直接清零端直接置位端直接置位端直接清零端、置位端的处理：直接清零

6、端、置位端的处理：2.2.时钟控制电平触发的时钟控制电平触发的R-SR-S触发器触发器触发器功能表触发器功能表&RDSDQQ&RSCPCP:时钟脉冲时钟脉冲(Clock Pulse)R、S控制端控制端CP R S Q n+1 说明说明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不定不定 避免避免 0 Qn 保持保持时钟控制时钟控制电平触发电平触发的的R-SR-S触发器触发器(续续)时钟控制时钟控制 只只有有CP=1时时,输出输出端状态才能改端状态才能改变变电平触发电平触发 在在CP=1时时,控制端控制端R、S的电的电平平(1或或0)发生变化时发生变

7、化时,输出端状态才改变输出端状态才改变CP R S Q n+1 说明说明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不定不定 避免避免 0 Qn 保持保持用途用途:D触发器和触发器和J-K触发器的内部电路触发器的内部电路简化的功能表简化的功能表R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 1 0 0 1 1 不不确确定定 由它的功能表可见：由它的功能表可见：在在R、S不相等时，不相等时，Q 服从于服从于 S!这是一个值得重视的规律，有必要进这是一个值得重视的规律，有必要进一步归纳和进行形象化的表达。一步归纳和进行形象化的表达。R、S不相等不相等时，时

8、，信息传送路径信息传送路径的形象化表达的形象化表达：cdCPQQabRS1QQRSCCP 该电路的该电路的信息传送规律信息传送规律在今后的学习过程中，将在今后的学习过程中，将会会多次使用多次使用。电位触发方式电位触发方式电位电位触发触发正电位触发正电位触发负电位触发负电位触发CP=1 期间翻转期间翻转CP=0 期间翻转期间翻转电位触发的符号电位触发的符号CQQCQQ正电位触发正电位触发负电位触发负电位触发例：画出例：画出RS触发器的输出波形触发器的输出波形。CPRSQQSetReset使输出全为使输出全为1CP撤去后撤去后状态不定状态不定 同步同步 R-S 触发器的小结触发器的小结1.当当CP

9、=0 时时,无论无论R、S 为何为何种取值组合，输出端均种取值组合，输出端均“保保持原态持原态”；2.只有当只有当CP=1 时时,将将c门和门和d门门打开，控制端打开，控制端R、S的取值的取值组合才会在输出端有所反映，组合才会在输出端有所反映，即有所谓即有所谓“功能表功能表”。QQRDSDabcdRSCPQQRDSDRSC逻辑逻辑符号符号 这根红颜色的线还表这根红颜色的线还表示一重含义：示一重含义：“高电平有高电平有效效”，即，即“只有在时钟只有在时钟 CP1 时，它才表现出应时，它才表现出应有的逻辑功能；如果有的逻辑功能；如果CP0，输出端，输出端 Q 则保持原状则保持原状态态”。逻辑逻辑符

10、号符号 这根绿颜色的线也表这根绿颜色的线也表示一重含义：示一重含义：“低电平有低电平有效效”，即，即“只有在时钟只有在时钟 CP0 时，它才表现出应时，它才表现出应有的逻辑功能；如果有的逻辑功能；如果CP1，输出端，输出端 Q 则保持原状则保持原状态态”。QQRDSDRSC17.2.2 D触发器触发器1.时钟控制电平触发的时钟控制电平触发的D触发器触发器CP R S Q n+1 说明说明 1 0 0 Qn 保持保持 1 0 1 1 置置1 1 1 0 0 清清0 1 1 1 不定不定 避免避免 0 Qn 保持保持1D&RDSDQQ&RSCP其他两种情况不会出现其他两种情况不会出现 时钟控制电平

11、触发的时钟控制电平触发的D触发器触发器 功能表功能表 CP D Q n+1 1 0 0 1 1 1 0 Q nCP=1时时,Q n+1=DCP=0时时,保持原状保持原状1DCP&RDSDQQ&D D触发器具有触发器具有数据记忆功能数据记忆功能 时钟控制电平触发的时钟控制电平触发的D触发器触发器1DCP&RDSDQQ&RDSD符号符号RDSDDCPQQ2.维持阻塞型维持阻塞型D触发器触发器BARDSDQQCEFDDCP符号符号RDSDDCPQQZ1Z2Z3Z4维持阻塞型维持阻塞型D触发器触发器的引脚功能的引脚功能符号符号RD 直接清直接清0端端(复位端复位端)R=0,S=1时时,Q=0SD 直接

12、置直接置1端端(置位端置位端)R=1,S=0时时,Q=1 小圈小圈 表示低电平有效表示低电平有效D数据数据输入端输入端CP时钟时钟脉冲脉冲Q、Q 输出端，输出端，Q的小圈的小圈 表示是反相输出端表示是反相输出端,即即Q总是与总是与Q相反相反RDSDDCPQQ维持阻塞型维持阻塞型D触发器触发器的引脚功能的引脚功能(续续)功能表功能表CP Q n+1 D触发方式触发方式:边沿触发边沿触发 (时钟上升沿触发时钟上升沿触发)功能表说明：功能表说明：在在CP上升沿时，上升沿时，Q等于等于D；在在CP高电平、低电平和下降沿高电平、低电平和下降沿时，时，Q保持不变保持不变RDSDDCPQQ时钟下降沿触发的时

13、钟下降沿触发的维持阻塞型维持阻塞型D触发器触发器RDSDDCPQQ功能表功能表CP Q n+1 D功能表说明：功能表说明：在在CP下降沿时，下降沿时，Q等于等于D；在在CP高电平、低电平和上升沿高电平、低电平和上升沿时，时，Q保持不变保持不变同步同步JK触发器触发器&Q&D1&D2QQ&D3&D4CPJKCdQQR2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCPKJJK触发器触发器有两个输入有两个输入控制端控制端J、K，它，它的功的功能最完善能最完善。17.2.3 主从型主从型J-K触发器触发器JK触发器触发器的功能的功能=0=0被封锁被封锁保持原态保持原态J=K=0时：时：R2S2CF从从QQ

14、R1S1CF主主CPQQCPKJJK触发器触发器的功能的功能=0=1 Qn=0时时01Qn+1=11J=1，K=0时：时：分两种情况分两种情况（Q=0,Q=1）R2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCPKJJK触发器触发器的功能的功能=0=1 Qn=1时时1000F主主被封被封保持原态保持原态Qn+1=1R2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCPKJJK触发器触发器的功能的功能=1=0Qn+1=0同样原理：同样原理：J=0，K=1时：时：R2S2CF从从QQR1S1CF主主CPQQCPKJJK触发器触发器的功能的功能=1=1J=K=1时：时：R2S2CF从从QQR1S1CF主主CP

15、QQCPKJ符号符号QQRSJKCP 在在CP上升沿时上升沿时,接收接收J、K 信息信息,Q不变化不变化 在在CP下降沿时下降沿时,根据接收根据接收到的到的J、K信息，信息，Q变化变化J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 QnCP主从型主从型JK触发器工作波形图举例触发器工作波形图举例J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 Qn0CPJKQ置置1清清0翻转翻转翻转翻转CP接收接收JK信号信号Q状态状态转变转变有多个有多个J、K控制端的控制端的J-K触发器触发器QQRSJ1K1CPJ2K2&JKJ=J1J2K=K1K2例例1：画出主从画出主从 JK 触发器输出端

16、波形图。触发器输出端波形图。J K Q n+1 0 0 Qn1 1 Qn0 1 0 1 0 1 CPJKQ3.集成集成D触发器介绍触发器介绍(1)集成双集成双D触发器触发器74LS74RDSDDCPQQRDSDDCPQQVcc(+5V)GND(地地)D触发器应用举例触发器应用举例:用用D触发器触发器 将一个时钟进行将一个时钟进行2分频分频.DCPQQCPCPQQ01RD、SD不用时不用时,甩空甩空或通过或通过4.7k 的电的电阻吊高电平阻吊高电平频率频率FQ=FCP/2D触发器功能触发器功能CP 时，时，Q=D用用2个个2分频器级联组成一个分频器级联组成一个4分频器分频器DCPQQDCPQQCP1Q2QF2Q=F1Q/2=FCP/4(2)集成集成4D触发器触发器74LS175特点特点:一个集成电路中有一个集成电路中有4个个D触发器触发器,时钟时钟CP公共公共,清清0端端RD公共公共RDQQRDQQRDQQRDQQCP1D2D3D4DRD2Q1Q3Q4Q1Q2Q3Q4QVcc(+5V)GNDCLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQCLRD CPQQ1QQ11D2QQ22DG