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第四章 触发器 第一节 触发器的电路结构及工作特点 作业 4-2 4-3 4-11 第一节 触发器的电路结构及工作特点 一、基本RS锁存器 1．用与非门组成的基本RS锁存器 （一）电路结构和逻辑符号 (二)逻辑功能分析 不稳定状态的约束 R=S=0同时撤消时电路的状态可能有三种情况 组合电路与时序电路的区别： 组合电路在某时刻的输出只决定于这时刻的输入 时序电路在某时刻的输出决定于两个因素：①这时刻的输入；②这时刻以前的输入。或者这样说： ②这时刻电路的状态 这时刻电路的状态反映的是这时刻以前的电路的输入的历史 几个概念 1状态 0状态 现态：Q n 正在考察的瞬间电路所处的状态 次态：Q n+1 以正在考察的瞬间为基准，下一个考察瞬间触发器将要进入的状态 状态：时序电路的最重要的概念 （三）或非门构成的基本RS锁存器 例 在用与非门组成的基本RS锁存器中，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：由知，当R、S都为高电平时，锁存器保持原状态不变；当S 变低电平时，触发器翻转为1状态；当R 变低电平时，锁存器翻转为0状态；不允许R、S同时为低电平。 二、逻辑门控RS锁存器 （一）电路结构和逻辑符号 （二）逻辑功能分析 当CP=0时，G3和G4门被封锁，输入信号R、S不起作用，输出全为1，基本RS锁存器状态不变。 当CP=1时， G3 和G4 门打开，输入信号R、S经G3、G4门作用于基本RS锁存器，使Q的状态跟随输入状态的变化而改变，其特性表如表4-3所示。 当R=S=1时当CP由1变0时锁存器的状态不定。 或者当CP=1时，R、S同时由1变0时锁存器的状态不定。 (三) 锁存器功能的几种描述方法 1．特性方程 2．状态转换图 3．驱动表 4．波形图 1．特性方程 2．状态转换图 3．驱动表 4．波形图 同步触发器存在的问题——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，则锁存器的状态也可能发生多次翻转。 在一个时钟脉冲周期中，锁存器发生多次翻转的现象叫做空翻。 三、主从触发器 （一）主从RS触发器 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。 （3）输入端直接控制的问题已经解决 主从RS触发器的缺点 R、S不能同时为1，即有效的输入电平 主从JK触发器可解决此问题 （二）主从JK触发器 主从RS触发器的缺点： 使用时有约束条件 RS=0。 (1）功能表： （3）状态转换图 （4）驱动表 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）。 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）。 解：画出输出波形如图示。 主从JK触发器的一次变化现象 主从JK触发器在CP=1期间，主触发器在输入发生多次变化的情况下，而其状态只能变化（翻转）一次，这种现象称为一次变化现象。Q=0时J不能发生从0—1—0的变化，Q=1时K不能发生从0—1—0的变化， 四、边沿触发器 （一）CMOS主从结构的边沿触发器 （二）维持阻塞触发器 （三）利用传输延迟的边沿触发器 D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： 例5.3.1 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。 二、CMOS主从结构的触发器 1．电路结构:由CMOS逻辑门和CMOS传输门组成主从D触发器。 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。 集成触发器 一、集成触发器举例 1．TTL