【Day2】词根+图文记忆+音频讲解(48页珍藏版)

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1、基本基本RSRS触发触发同步触发同步触发边沿触发边沿触发Sustain Blocking Sustain Blocking DD触发触发(也称维度电阻也称维度电阻DD触发触发器)第5章触发器触发器(Flip Flop,简称FF)是具有记忆功能和记忆功能的单元电路。它由门电路组成,专门用于接收和存储输出的0、1码。它有双稳态、单稳态和非稳态触发器(多谐振荡器)等。5.1 概述概述 上升沿、下降沿触发和高电平、上升沿、下降沿触发和高电平、低电平触发。低电平触发。触发器的两个特性 触发器的两个特性 它有两个稳定状态,它有两个稳定状态,“0”0”和“1”1”。在输入信号的作用下d触发器逻辑功能,两种稳态可以相互转换。在输入信号上

2、使用,两个稳态可以相互转换。RS、JK、D、T 和 T 型触发器基本型、基本型、同步型、主从型、保持阻塞型和边沿型触发器 同步型、主从型、保持阻塞型和边沿型触发器按功能根据结构,根据结构,根据触发方式,根据触发方式,描述触发器的逻辑功能。描述了触发器的逻辑功能。一、一、电路组成电路组成由两个与非门(或或非门)交叉连接的输入输出组成,如图5.2. 1 有两个输入端R和S(又称触发信号端);R为复位端,当R有效时,Q变为0,故又称R置0;S为置位端,当S有效时,Q变为1,S称为“1”端;还有两个互补输出端Q和Q。当Q=

3、1,Q=0;反之亦然。5.2基本基本RS触发器&QSRSRQQQSRSRQQSR(a)(b)(c)(aa)逻辑图逻辑图;; (bb) 逻辑符号;逻辑符号;(cc) 逻辑符号 逻辑符号图 图 5.2.1 5.2.1 基本基本 RSRS 触发器 触发器 触发器有两个稳定状态。Qn为触发器的原始状态(当前状态),即输入触发信号前的状态;Qn+1 为触发器的新状态(第二状态),即输入触发信号后的状态。其功能可以用状态表、特征方程、逻辑符号图、状态转移图、波形图或时序图来描述。二、二、 函数分析函数分析1. 1.

4、设置 1 0 100 设置 010 1 001 设置 111 1 100 保持不变 1 1 表表 5.2 5.2 状态表 根据表5.绘制状态表2 卡诺图如图5.2.2 所示,可简化为: 2. 2. 特征方程 nnRQSQ1SQnR0001010011101110R+S=1 (R+S=1 ( Constraints Conditional Constraints) ) 图 5.2.2 5.2.2 卡诺图 如图所示卡诺图5.2.3 5.2.3,如图,画图时要根据函数表。绘制时要根据函数表确定各个时间段,确定各个时间段内QQ和QQ的状态。地位。状态不确定 QQSR 图5.2.3 5.2.

5、同步RSRS触发器电路组成如图 触发器电路组成如图5.3.15.< @3.1。显示。如图,R、RD D、S SD D,直接设置,直接设置为0 0、设置,设置为1 1端子,用于端子,用于设置触发器的初始状态。设置触发器的初始状态。2. 2. 功能分析 功能分析 同步RSRS触发器的逻辑电路图和逻辑符号如图5.3.15. 3.1。5.3 同步触发 同步触发&QSRQ&CPRSSDRDSRCPRDSDQQ(a)(b) 图5.3.1 5.3. 1 Synchronous Synchronous RSRS Trigger Trigger (aa) Logic Circuits 逻辑电路;; (bb) 逻辑符号 逻辑符号

6、代入基本RS触发器的特征方程:Qn+1=S+Qn RS=0(约束条件)Q QRCPRCP当CP=0CP=0d触发器逻辑功能,R=S=1R=S=1,当QQ 和 和 保持不变。当 CP=1CP=1,R=,S=R=,S=,SCPR CP R SQn+1 功能 1111 0 0 0 1 1 0 1 1Qn10 保持设置为 1 并设置为 0 CP 脉冲,R 和 S不定同步RS触发器的全部为高电平有效,触发器状态可以改变。与基本的RS触发器相比,触发器增加了时间控制,但其输出的不确定状态直接影响触发器的质量。表5.3.1 5.3.1 功能表 功能表主要特点点波形图(1)时钟电平控制.in)时钟功率

7、平面控件。在 CP1 期间接收输入信号期间,状态保持在 CP0 不变,与基本时间相比,状态保持不变。与基本的RS触发器相比,触发器状态的转换随着时间控制而增加。相反,时间控制被添加到触发器状态的转换中。(2)R和S之间有约束,不能允许R和S之间的约束。不能允许R和S同时为1,否则触发器会处于不确定状态。,否则触发器将处于不确定状态 C PRSQQ 不变,不变,不变,不变,设置为 1,设置为 1,设置为 0,不变 二、Sync二、Sync JK JK Flip Flop &QSRQ&CPSDJKCPRDSDQQ(a)(b)KJ图5.3. 2 同步JK触发器 (a) 逻辑电路;(b) 逻辑符号 1

8、 1、 电路组成 电路组成 SD 根据5.3.2(a)的逻辑电路,同步JK触发器的功能分析如下: 当CP=0,R=S=1,Qn+1=Qn触发器的状态保持不变。当CP=1时,将R=KCPQn=KQn,S=JCPQn=JQn代入Qn+1=S+RQn,可以得到:特征方程Qn+1=JQn+KQn2. 2.函数分析函数 分析表 5.3.2 5.3.2 状态表 状态表 CP JK Qn+1 函数 1111 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn01Qn 保持设置为 0设置1翻转(计数) 由表5.3.2可以看出:(1)当J=0,K=1,Qn+1=JQn+KQn时,设置“0” .(2) 当 J=1, K=0, Qn

9、+1 =JQn+KQn,设置为“1”。(3) 当J=0, K=0, Qn+1=Qn, 保持不变。(4) 当J=1, K=1, Qn+1=Qn, 翻转或调用所谓计数,是指触发器的状态数等于输入CP脉冲的次数,以翻转次数记录CP的次数,波形图如图5.@ >3.3.3、波形图5.3.3.波形图CPJKQQ三、同步三、同步DD触发器(Flip Flop (DD Latch) 锁定寄存器) G3 G4G1 G2 S RDG1 G2CPQ Q(a) D 触发器结构 1D D CP 1D C1Q Q(c) 逻辑符号 CPG3 G4&Q Q(b) D 触发器简化电路 SR&DQDDQRSQnnn1CP

10、=1 在有效期间,有效地将S=D和R=D代入同步RS触发器的特征方程,得到同步D触发器的特征方程:01D=1 /0/0/1/state 在数字电路中,所有在数字电路中,在CPCP时钟脉冲的控制下,在时钟脉冲的控制下,根据输入信号DD根据输入信号,情况不同的是,具有设置00、和设置1为1的功能的电路称为功能电路,称为DD触发器。扳机。CPDQQ四、同步触发器四、同步触发器问题 翻筋斗问题。翻转现象是在CP=1CP=1期间,触发器的输出状态发生两次或多次翻转的现象。如图<

图片[1]-【Day2】词根+图文记忆+音频讲解(48页珍藏版)-老王博客

11、图片5.3.4 5.3.4 翻转波形 Flip Flip 1&A&B1&C&D&QSRQCPKJQ3Q4G1G2G4G3CPQQKJJKCP(a)(b)图片5.4.@ >1 5.4.@>1个下降沿下降沿JKJK触发器触发器(aa)逻辑电路逻辑电路;(b;(b)逻辑符号逻辑符号一、TTL边沿JK触发器触发器5.45.4边沿触发器边沿触发器电路组成为1( 1)在CP=0期间,与非门G3、G4输出结果Q4=Q3=1,此时触发器的输出Qn+1将保持相同的状态。(2) 在 CP=1 期间,或非门输出 Qn+1 将保持状态不变 (2)CP=1) @3)CP 到来,CP=0,由于 tpd1

12、tpd2,则或非门中A、D与门的结果为0,或非门就变成了基本的RS触发器Qn+1= S+RQn =JQn+KQn 2.2.函数分析函数分析(4)CP到达,CP=1,则或非门恢复正常,Qn+1=Qn,状态保持不变。从上面分析可知,得出结论,这个触发器是在CP脉冲的下降沿,根据特征方程Qn+1=JQn+KQn进行状态转换,所以这个触发器称为负沿触发器。状态表和状态图与同步JK触发器相同,只是逻辑符号和时序图不同。3. 3.集成边沿集成边沿JKJK触发器触发器74LS11274LS112 74LS112是双下降沿JK触发器,其管脚布局及符号图如图5.4.@>2.1691874LS1121CP2CP

13、VCC1RD2RD2K2J 2SD2Q1K1J 1SD1Q 1Q 2QGND1RD1J1K1SD1CPQQRDJ CP K SD(a)(b)Diagram5.4.@>25.4.@>274LS11274LS112Pin ArrangementPin排列图(aa) Pin排列引脚排列;; (bb) Logic Symbol Logic Symbol Diagram 5.4.@>2 Sustain Blocking Sustain Blocking D触发器 触发器“0”“0”“1”的波形图 123CPDQ二、Maintain Blocking二、Maintain Blocking DD Flip Flop Flip Flop 01D=1/0/0/1/State Diagram 数字电路中的波形图 在数字电路中,在CPCP时钟脉冲的控制下,在输入的控制下时钟脉冲,根据输入信号和输入信号DD的条件不同,设置条件有差异,有

14、具有设置00、和设置1为1功能的电路,该功能电路称为DD触发器。扳机。CPDQQ 在数字电路中,所有在数字电路中,在CP时钟脉冲的控制下,在输入信号时钟脉冲的控制下,根据输入信号T的不同值,具有保持和反相的电路功能,即当前值具有保持和翻转功能的电路,即当状态可以保持在T0时,状态可以保持不变,状态保持不变,必须在T1翻转的电路称为必须定时翻转的电路,称为T触发器。设备。扳机。

15、 触发器的特征方程: 触发器的特征方程:nnnnQTQTQTQ1 与JK触发器的特征方程比较,得到: 触发器的特征方程:触发器比较,得到: TKTJ 电路图 图1J C11KTQQCP01T=1/1 /0/0/CPTQQ state diagram 时序图 都称为T触发器。特性表 特性表 逻辑符号 逻辑符号 CP QQ C1QnQn+1 Function 0110nnQQ1 Toggle 2 2、JKJK Trigger Trigger TT Trigger Trigger T Trigger 特性方程:触发器特性方程:和JK触发器特性方程比较,得到:特性方程触发器对比,得到:TKTJ电路图 图1J

16、C11K1QQCPnnQQ1 T触发器的变换特性方程:nnnnQQQQ111CPQQ01状态状态图时序图nQTDT1D C1QQCP=13 3、DD触发器触发器TT触发器触发器nQD CP1D C1QQ4 < @4、DD触发触发TT触发触发一、主从一、主从RS触发触发G5 G6G1 G2G7主触发G8Qm QmG3从触发G4&Q Q&1S R CPCPG9(a) 逻辑电路及工作原理工作原理(1)在接收输入信号CP=1过程中:主触发控制门G7、G8打开,接收输入信号R、S,有:从触发控制门G< @3、G4 被封锁,其状态保持不变。01RSQRSQn

17、mnm5.5 5.5 主从触发器 主从触发器 G5 G6G1 G2G7 主触发器 G8Qm QmG3 从触发器 G4&Q Q&1S R CPCPG9& (< @2)输出信号 当进程CP下降沿到来时,主触发控制门G7、G8被阻塞,将CP=1期间接收到的内容存储起来,同时从触发控制门G3、G4打开,主触发器将接收到的内容发送到从触发器,输出端相应改变状态。在CP=0期间,由于主触发器保持状态不变,它所控制的从触发器的状态也称为Q,当然Q的值不能改变。01RSQRSQnnCP在下降沿到来时有效

18、Q(c)国标符号CPC1逻辑符号逻辑符号电路特性从根本上解决了直接控制输入信号的问题,具有直接控制输入信号的问题,具有以下特点在CP1期间接收输入信号,接收输入信号,编号,当CP下降沿到来时触发翻转。但它仍然具有翻转的特性。但它仍然存在一个约束问题,即在约束问题中,即在CP1期间,输入信号之间,输入信号R和S不能同时为1。G1 G2J K CP G7 Master G8G5 G6 G3 Slave G4Q Q1G9Qm Qm&2 2、主从,主从JK触发器触发器nnKQRQJS 下降沿到来时有效 CPQKQ

19、JQKQQJQRSQnnnnnnn 1 代入主从RS触发器的特征方程,可以得到主从JK触发器的特征方程:主从JK触发器没有约束. JK QnQn+1 function 0 0 00 0 101nnQQ1 keep 0 1 00 1 10001nQ set 01 0 01 0 11111nQ set 11 1 01 1 110nnQQ1 切换特性表 CPJKQ时序图 QQJ KJ CP KQ Q 使用符号 1J 1KJ CP KQ Q 国标符号CPC1 电路特点 电路特点 逻辑符号 逻辑符号 主从JK触发器采用主从控制结构,从根本上解决了直接控制输入信号的问题。它具有在 CP1 期间接收输入信号并在 CP 下降沿到来时触发的能力。翻转特性。进入

20、信号J和K之间没有约束,存在变化问题。G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&主从主从JK触发器带清零端和预置端带清零端和预置端RD=0,直接设置001111001SD=0,直接设置1G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&10001111 SDJ CP K RD Q QSD RD J KJ CP KQ Q 使用符号 国标符号 CPRDSD S 1J 1K RQ QC1 主从带清零端和预置端 主从带清零端和预置端 JK触发器逻辑符号逻辑符号集成主从集成主从JK触发器触发器14 13 12

21、 11 10 9 87472 1 2 3 4 5 6 7VCC SD RD K3 K2 K1 Q(b) 7472 引脚图 (a) 74LS76 引脚图 16 15 14 13 12 11 10 974LS76 1 2 3 4 5 6 7 81K 1Q 1Q GND 2K 2Q 2Q 2J1CP 1SD 1RD 1J VCC2CP 2SD 2RDNC CP J1 J2 J3 Q GND321KKKK 321JJJJ 低电平有效 低电平有效 CP下降沿触发触发器是数字电路中极为重要的基本单元。触发器有两个稳定状态。在外界信号的作用下,可以从一种稳定状态转变为另一种稳定状态;当没有外部信号时,状态保持不变。所以

22、,触发器可以作为二进制存储单元。触发器的逻辑功能可以用五种方式描述:真值表、卡诺图、特征方程、状态图和波形图。触发器的特征方程是表示其逻辑功能的重要逻辑函数,在分析和设计时序电路时常作为判断电路状态转移的依据。本章小结 本章小结 JKJK 触发器: 触发器:Q Qn+1n+1=JQ=JQn n+KQ+KQn n 具有不同逻辑功能的触发器的特征方程为:不同的逻辑函数 等式是: RSRS 触发器: 触发器: Q Qn+1n+1=S+RQ=S+RQn n 它的约束是: 它的约束是: RSRS0 0T T 触发器: 触发器:

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