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数字电子技术第四章 触发器
2020-12-29 | 阅:  转:  |  分享 
  
4.4.3、触发器功能的转换触发器按逻辑功能不同可分为RS、JK、D、T、T’五种类型,它们分别有各自的特征方程。1.
用JK触发器转换成其他功能的触发器(1)JK→D分别写出JK触发器和D触发器的特性方程比较得:画出逻辑图:数字电
子基础第四章触发器4触发器4.1基本触发器4.1.1、电路结构电路结构:把两个与非门G1、
G2的输入、输出端交叉连接,即构成基本RS触发器。触发器有两个互补的输出端,4.1.2逻辑功能4.1.3波形分析例
4.1.1在用与非门组成的基本RS触发器中,设初始状态为0,已知输入R、S的波形图,画出两输出端的波形图。解:由表4.1.
1知,当R、S都为高电平时,触发器保持原状态不变;当S变低电平时,触发器翻转为1状态;当R变低电平时,触发器翻转为0状态;不允
许R、S同时为低电平。基本触发器的特点总结:(1)有两个互补的输出端,有两个稳定的状态。(2)有复位(Q=0)、置位(Q=1
)、保持原状态三种功能。(3)R为复位输入端,S为置位输入端,可以是低电平有效,也可以是高电平有效,取决于触发器的结构。(4)
由于反馈线的存在,无论是复位还是置位,有效信号只需要作用很短的一段时间,即“一触即发”。4.2同步RS触发器同步触发器:给触
发器加一个时钟控制端CP,只有在CP端上出现时钟脉冲时,触发器的状态才能变化。4.2.1.同步RS触发器的电路结构4.2.2.
逻辑功能工作原理:当CP=0时,控制门G3、G4关闭,触发器的状态保持不变。当CP=1时,G3、G4打开,
其输出状态由R、S端的输入信号决定。同步RS触发器的状态转换分别由R、S和CP控制,其中,R、S控制状态转换的方向;CP控制状
态转换的时刻。4.2.3.触发器功能的几种表示方法触发器具有不同的功能,通常可以用特性方程、状态转换图、驱动表、波形图表示。
(1)特性方程由功能表画出卡诺图得特性方程:(2)状态转换图反映逻辑电路状态转换规律
及相应输入、输出取值关系的图形称为状态图(3)驱动表驱动表是用表格的方式表示触发器从一个状态变化到另一个状
态或保持原状态不变时,对输入信号的要求。(4)波形图触发器的功能也可以用输入输出波形图直观地表示出来。
4.2.4.同步触发器的空翻现象在一个时钟脉冲周期中,触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。由于在CP=1期间,G3、G4门都
是开着的,都能接收R、S信号,所以,如果在CP=1期间R、S发生多次变化,则触发器的状态也可能发生多次翻转。4.3主从触发
器主从触发器由两级触发器构成,其中一级直接接收输入信号,称为主触发器,另一级接收主触发器的输出信号,称为从触发器。
两级触发器的时钟信号互补,从而有效地克服了空翻。4.3.1主从RS触发器主从触发器是一种能防止空翻的触发器1.电路结
构由两级同步RS触发器串联组成。G1~G4组成从触发器,G5~G8组成主触发器。CP与CP’互补,使两个触发器工
作在两个不同的时区内。2.工作原理主从触发器的触发翻转分为两个节拍:(1)当CP=1时,CP’=0,从触发器被封锁,保持原
状态不变:主触发器工作,接收R和S端的输入信号。(2)当CP由1跃变到0时,即CP=0、CP’=1。主触发器被封锁,输入信号R、
S不再影响主触发器的状态;从触发器工作,接收主触发器输出端的状态。特点:(1)主从触发器的翻转是在CP由1变0时刻(CP下
降沿)发生的。(2)CP一旦变为0后,主触发器被封锁,其状态不再受R、S影响,因此不会有空翻现象。4.3.2主从JK触发器
1.电路结构主从RS触发器的缺点:使用时有约束条件RS=0。为此,将触发器的两个互补的输出端信号通过两根反馈线分别
引到输入端的G7、G8门,这样,就构成了JK触发器。2.逻辑功能(1)功能表:(2)特性方程:(3)状态转换图(4)驱动
表例4.3.1已知主从JK触发器J、K的波形如图所示,画出输出Q的波形图(设初始状态为0)。在画主从触发器的波形图时,应注
意以下两点:(1)触发器的触发翻转发生在时钟脉冲的触发沿(这里是下降沿)(2)判断触发器次态的依据是时钟脉冲下降沿前一瞬间输入
端的状态。3.主从触发器存在的问题----一次变化现象1、T型触发器(1)电路结构T型触发器是一种可控制的计数触发器,将J
K触发器的J端和K端相接作为控制端,称为T端T触发器特性方程:当T触发器的输入控制端为T=1时,称为T’触发器。
T’触发器的特性方程为:4.3.3.其他类型触发器(2)功能表(3)
T触发器的状态转换图2、T’触发器当T触发器的输入控制端为T=1
时,则触发器每输入一个时钟脉冲CP,状态便翻转一次,这种状态的触发器称为T’触发器。T’触发器的特性方程为:
4.4边沿触发器4.4.1、维持—阻塞边沿D触发器1.D触发器的逻辑功能D触发
器只有一个触发输入端D,因此,逻辑关系非常简单;D触发器的特性方程为:Qn+1=DD触发器的状态转换图:D触发器的驱动表:
2.维持—阻塞边沿D触发器的结构及工作原理(1)同步D触发器:该电路满足D触发器的逻辑功能,但有同步触发器的空翻现象。(
2)维持—阻塞边沿D触发器为了克服空翻,并具有边沿触发器的特性,在原电路的基础上引入三根反馈线L1、L2、L3。例4.4
.1已知维持—阻塞D触发器的输入波形,画出输出波形图。解:在波形图时,应注意以下两点:(1)触发器的触发翻转发生在CP的上升
沿。(2)判断触发器次态的依据是CP上升沿前一瞬间输入端D的状态。根据D触发器的功能表,可画出输出端Q的波形图。(3)触发
器的直接置0和置1端RD——直接置0端,低电平有效;SD——直接置1端;低电平有效。RD和SD不受CP和D信号的影响
,具有最高的优先级。4.4.2CMOS主从结构的边沿触发器1.电路结构:由CMOS逻辑门和CMOS传输门组成主从D触发器。由
于引入了传输门,该电路虽为主从结构,却没有一次变化问题,具有边沿触发器的特性。2.工作原理触发器的触发翻转分为两个节拍:(
1)当CP变为1时,TG1开通,TG2关闭。主触发器接收D信号。同时,TG3关闭,TG4开通,从触发器保持原状态不变。(2)当CP由1变为0时,TG1关闭,TG2开通,主触发器自保持。同时,TG3开通,TG4关闭,从触发器接收主触发器的状态。3.具有直接置0端RD和直接置1端SD的CMOS边沿D触发器
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(本文系柳盼枝原创)