1、第5章 觸發(fā)器 第第5章章 觸發(fā)器觸發(fā)器 5.1 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 5.2 同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器5.3 同步同步D觸發(fā)器觸發(fā)器 5.4 同步同步T觸發(fā)器觸發(fā)器5.5 主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器5.4 觸發(fā)器的邏輯符號(hào)及時(shí)序圖觸發(fā)器的邏輯符號(hào)及時(shí)序圖 第5章 觸發(fā)器 引言 觸發(fā)器（Flip-Flop 簡(jiǎn)稱FF）的特點(diǎn)：雙穩(wěn)態(tài)（0態(tài)和1態(tài)）有記憶能力（存儲(chǔ)能力）結(jié)構(gòu)中有反饋線是“最小單元”的時(shí)序器件，是組成復(fù)雜時(shí)序系統(tǒng)的基礎(chǔ)。第5章 觸發(fā)器 FF的分類 按結(jié)構(gòu)分：基本型、同步型、主從型、邊沿型 按功能分：RSFF、DFF、TFF、JKFF重點(diǎn)介紹重點(diǎn)介紹： 基本RSFF、同步RSFF、同

2、步DFF、同步TFF 主從DFF 邊沿JKFF、邊沿DFF第5章 觸發(fā)器 5.1 基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 5.1.1 電路結(jié)構(gòu)和工作原理電路結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 5 1 基本RS觸發(fā)器電路及邏輯符號(hào) (a)&RDSDQQQQSDRD(b)第5章 觸發(fā)器 要點(diǎn)要點(diǎn):基本RS觸發(fā)器是構(gòu)成各種功能觸發(fā)器的基本單元，所以稱為基本觸發(fā)器。它可以用兩個(gè)與非門或兩個(gè)或非門交叉耦合構(gòu)成。有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端Q和Q Q=1，Q =0時(shí)，稱觸發(fā)器處于“1”狀態(tài)； Q=0, Q=1時(shí)，稱觸發(fā)器處于“0”狀態(tài)。 第5章 觸發(fā)器 把輸入信號(hào)作用前的觸發(fā)器狀態(tài)稱為現(xiàn)在狀態(tài)(簡(jiǎn)稱現(xiàn)態(tài))，用Qn和Qn(或Q、Q)表示，把

3、在輸入信號(hào)作用后觸發(fā)器所進(jìn)入的狀態(tài)稱為下一狀態(tài)(簡(jiǎn)稱次態(tài))，用Qn+1和Qn+1表示。 工作原理：工作原理：狀態(tài)表狀態(tài)表 RD SDQn+10 0不定0 101 011 1 Qn置0(復(fù)位)狀態(tài)置1(置位)狀態(tài)保持狀態(tài)禁止?fàn)顟B(tài)第5章 觸發(fā)器 當(dāng)當(dāng)RD=0，SD=0時(shí)，時(shí)， Qn+1=Qn+1=1，破壞了觸發(fā)器的互，破壞了觸發(fā)器的互補(bǔ)輸出關(guān)系，補(bǔ)輸出關(guān)系，且當(dāng)且當(dāng)RD、SD同時(shí)從同時(shí)從0變化為變化為1時(shí)，由于門的延時(shí)，由于門的延遲時(shí)間不一致，使觸發(fā)器的次態(tài)不確定遲時(shí)間不一致，使觸發(fā)器的次態(tài)不確定，即，即Qn+1=X，這種，這種情況是不允許的。規(guī)定輸情況是不允許的。規(guī)定輸入信號(hào)入信號(hào)RD、SD不能

4、同時(shí)為不能同時(shí)為0，它，它們應(yīng)遵循們應(yīng)遵循RD+SD=1的約束條件。的約束條件。 基本基本RS觸發(fā)器具有觸發(fā)器具有置置0、置、置1和保持和保持的邏輯功能，的邏輯功能，SD稱稱為置為置1端或置位端或置位(SET)端，端，RD稱為置稱為置0或復(fù)位或復(fù)位(RESET)端端( RD、 SD低電平有效低電平有效),也稱為置位也稱為置位復(fù)位復(fù)位(Set-Reset)觸發(fā)器。觸發(fā)器。第5章 觸發(fā)器 5.1.2 基本基本RS觸發(fā)器的功能描述方法觸發(fā)器的功能描述方法 （5種）種） 1. 狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表(狀態(tài)表狀態(tài)表) 簡(jiǎn)化法第5章 觸發(fā)器 2. 特征方程特征方程(狀態(tài)方程狀態(tài)方程) 描述觸發(fā)器邏輯

5、功能的函數(shù)表達(dá)式稱為特征方程或狀態(tài)方程。11DDnDDnRSQRSQ (約束條件) RDSDQ0001111001001011Qn+1圖 5 2 次態(tài)卡諾圖第5章 觸發(fā)器 3. 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(狀態(tài)圖狀態(tài)圖) 用圖形方式來描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律。用圖形方式來描述觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律。兩個(gè)圓圈分別表示觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，箭頭表示在輸入信號(hào)作用下狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方向，箭頭旁的標(biāo)注表示轉(zhuǎn)移條件。 RD= 1SD= 001RD=SD=1SD=RD=1RD= 0SD= 1圖 5 3 基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)圖第5章 觸發(fā)器 表 5 2 基本RS觸發(fā)器的激勵(lì)表 Qn Q n+1RD SD0 00 11 0

6、1 1 11 00 11 4、激勵(lì)表、激勵(lì)表 激勵(lì)表(也稱驅(qū)動(dòng)表)是表示觸發(fā)器由當(dāng)前狀態(tài)Qn轉(zhuǎn)至確定的下一狀態(tài)Qn+1時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)的要求。第5章 觸發(fā)器 5. 波形圖波形圖 （時(shí)序圖）（時(shí)序圖） 工作波形圖又稱時(shí)序圖，它反映了觸發(fā)器的輸出狀態(tài)隨時(shí)間和輸入信號(hào)變化的規(guī)律，是實(shí)驗(yàn)中可觀察到的波形。 圖 5 4 基本RS觸發(fā)器波形圖 不定不定QQRDSD禁止?fàn)顟B(tài)第5章 觸發(fā)器 5.2 同步觸發(fā)器同步觸發(fā)器 1、結(jié)構(gòu)及符號(hào)、結(jié)構(gòu)及符號(hào) 同步RS觸發(fā)器是在基本RS觸發(fā)器基礎(chǔ)上加兩個(gè)與非門構(gòu)成的，其邏輯電路及邏輯符號(hào)分別如圖5-5(a)、(b)所示。圖中C、D門構(gòu)成觸發(fā)引導(dǎo)電路，R為置0端，S為置1端，

7、CP為時(shí)鐘輸入端(Clock-Pulse)。 從圖5-5(a)看出，其中基本RS觸發(fā)器的輸入函數(shù)為 CPSSCPRRDD,第5章 觸發(fā)器 (a)QQ1S1R(b)圖 5-5&RDSDQQ&CPRSBDCAC1CP第5章 觸發(fā)器 功能表功能表 CP=1時(shí) 表5-3同步同步RS觸發(fā)觸發(fā)器的特征方程為器的特征方程為 (約束條件) (5-2)R SQn+10 00 11 01 1Qn1001RSQRSQnn第5章 觸發(fā)器 注：同步RS觸發(fā)器是在R和S分別為1時(shí)清“0”和置“1”，稱為R、S高電平有效，所以邏輯符號(hào)的R、S輸入端不加小圓圈。 表 5 4 鐘控RS觸發(fā)器激勵(lì)表 Qn Qn+

8、1R S0 00 11 01 1 00 11 00 第5章 觸發(fā)器 圖 5 6 同步RS觸發(fā)器的狀態(tài)圖和波形圖 (a) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖； (b) 時(shí)序波形 R = 0S = 101R = S = 0S = R = 0R = 1S = 0(a)RCP(b)不定QS禁止第5章 觸發(fā)器 5.3 同步同步D觸發(fā)器觸發(fā)器 為了解決R、S之間有約束問題，將同步RSFF的R端接至D門的輸出端，并將S改為D，形成同步D觸發(fā)器(a)QQ(b)&RDSDQQ&CPDBDCACP1DC1圖 5 - 7D觸發(fā)器 (a) 邏輯電路； (b) 邏輯符號(hào) 第5章 觸發(fā)器 （2）當(dāng)CP=1時(shí)，SD= D ，RD=

9、D，代入基本RS觸發(fā)器的特征方程得出鐘控D觸發(fā)器的特征方程為 同理，可以得出同步D觸發(fā)器在CP=1時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表(表5 - 5)、激勵(lì)表(表5 - 6) 和狀態(tài)圖(圖5 - 8)。 DQn1 分析：（1）當(dāng)CP=0時(shí)，SD=1，RD=1，觸發(fā)器狀態(tài)維持不變。 第5章 觸發(fā)器 圖 5-8 D觸發(fā)器狀態(tài)圖 01D = 0D = 0D = 1D = 1第5章 觸發(fā)器 表 5 5 D觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表 DQn+10101 Qn Qn+1D0 00 11 01 10101表表 5 6 觸發(fā)器激勵(lì)表觸發(fā)器激勵(lì)表 第5章 觸發(fā)器 時(shí)序波形(設(shè)初態(tài)為0)不定不定QQRDSDCPD同步觸發(fā)器存在的問題:空

10、翻問題原因:CP=1期間,輸入信號(hào)均有效,有干擾也無法杜絕.第5章 觸發(fā)器 5.4 同步同步T觸發(fā)器觸發(fā)器 同步T觸發(fā)器的邏輯電路及符號(hào)分別如圖5-9(a)、(b)所示。從圖中看出，它是將同步RS觸發(fā)器的互補(bǔ)輸出Q和Q分別接至原來的R和S輸入端，并在觸發(fā)引導(dǎo)門的輸入端加T輸入信號(hào)而構(gòu)成的。這時(shí)等效的R、S輸入信號(hào)為 nnTQRQTS, 由于Qn和Qn互補(bǔ)，它不可能出現(xiàn)SR=11的情況，因此這種結(jié)構(gòu)也解決了R、 S之間的約束問題。 第5章 觸發(fā)器 圖 5 9 T觸發(fā)器 (a) 邏輯電路； (b) 邏輯符號(hào) (a)QQ1T(b)&RDSDQQ&CPTC1CP第5章 觸發(fā)器 由圖5-

11、9(a)可見： CPTQRCPQTSnDnD, 當(dāng)CP=0時(shí)，SD=1，RD=1，觸發(fā)器狀態(tài)維持不變。 當(dāng)CP=1時(shí)， 代入基本RS觸發(fā)器的特征方程得出鐘控T觸發(fā)器的特征方程為 nDnDTQRQTS,nnnnnnnDDnQTQTQTQTQQTQRSQ1第5章 觸發(fā)器 圖 5-1001T = 0T = 1T = 1T = 0第5章 觸發(fā)器 5.5 主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器 圖 5-14 主從觸發(fā)器框圖 從觸發(fā)器主觸發(fā)器1QQQQKJCP1. 主從主從JK觸發(fā)器工作原理觸發(fā)器工作原理第5章 觸發(fā)器 圖 5-15 主從JK觸發(fā)器邏輯圖&QQ&1&CP1Q主Q主24365RD主

12、SD主KJ87它由兩個(gè)同步RS觸發(fā)器構(gòu)成，其中1門4門組成從觸發(fā)器，5門8門組成主觸發(fā)器RDSD第5章 觸發(fā)器 當(dāng)CP=1時(shí)，CP=0，從觸發(fā)器被封鎖，輸出狀態(tài)不變化。此時(shí)主觸發(fā)器輸入門打開，接收J(rèn)、K輸入信息， 將 代入基本RSFF特性方程得出,nDnDQJSKQR主主nnnnDDnQKQQJQRSQ主主主主主1(5-7) 當(dāng)CP=0時(shí)，CP=1，主觸發(fā)器被封鎖，禁止接受J、K信號(hào),主觸發(fā)器維持原態(tài)；從觸發(fā)器輸入門被打開，從觸發(fā)器按照主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，其中： 第5章 觸發(fā)器 111111,nnnnnDDnnDnDQQQQQRSQQSQR主主主主主則 即將主觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到從觸發(fā)器的輸出端

13、，從觸發(fā)器的狀態(tài)和主觸發(fā)器一致。將 主代入式(5-7)可得 nnQQ主nnnQKQJQ主主主1第5章 觸發(fā)器 討論主從討論主從JK觸發(fā)器優(yōu)缺點(diǎn)觸發(fā)器優(yōu)缺點(diǎn):CP=1時(shí)，可按JK觸發(fā)器的特性來決定主觸發(fā)器的狀態(tài)，在CP下降沿(10時(shí))從觸發(fā)器的輸出才改變一次狀態(tài)。 綜上所述，主從JK觸發(fā)器防止了空翻，其工作優(yōu)點(diǎn)： 輸出狀態(tài)變化的時(shí)刻在時(shí)鐘的下降沿。 輸出狀態(tài)如何變化，則由時(shí)鐘CP下降沿到來前一瞬間的J、K值按JK觸發(fā)器的特征方程來決定。 第5章 觸發(fā)器 缺點(diǎn)缺點(diǎn):主從主從JK觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn) 主從JK觸發(fā)器雖然防止了空翻現(xiàn)象，但還存在一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象， 可能會(huì)使觸發(fā)器產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，因

14、而限制了它的使用。 所謂一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象是指在CP=1期間，主觸發(fā)器接收了輸入激勵(lì)信號(hào)發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)后，主觸發(fā)器狀態(tài)就一直保持不變， 它不再隨輸入激勵(lì)信號(hào)J、K的變化而變化。 第5章 觸發(fā)器 例如，設(shè) ，如果在CP=1期間J、K發(fā)生了多次變化，如圖5-16所示。其中第一次變化發(fā)生在t1，此時(shí)J=K=1，從觸發(fā)器輸出Qn=0，因而RD主=KQn=1， ， 從而主觸發(fā)器發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)，即 。在t2瞬間，J=0, K=1, ， ， 主觸發(fā)器狀態(tài)不變。由于CP=1期間Qn=0，圖5-15中7門一直被封鎖，RD主=1，因此t3時(shí)刻K變化不起作用， 一直保持不變。當(dāng)CP下降沿來到時(shí)，從觸發(fā)器的狀態(tài)為 。這就是一次

15、翻轉(zhuǎn)情況，它和CP下降沿來到時(shí)由當(dāng)時(shí)的J、K值(J=0, K=1)所確定的狀態(tài)Qn+1=0不一致，即一次翻轉(zhuǎn)會(huì)使觸發(fā)器產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。 1, 0, 0KJQQnn主0, 111nnQQ主主1nDKQR主0nDQJS主1nQ主111nnQQ主第5章 觸發(fā)器 圖 5-16 主從JK觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn) CPJKQ主Q主QQt1t2t3第5章 觸發(fā)器 若是在CP=1時(shí)，J、K信號(hào)發(fā)生了變化，就不能根據(jù)CP下降沿時(shí)的J、K值來決定輸出Q。這時(shí)可按以下方法來處理： 若CP=1以前Q=0，則從CP的上升沿時(shí)刻起J、K信號(hào)出現(xiàn)使Q變?yōu)?的組合，即JK=10或11，則CP下降沿時(shí)Q也為1。 否則Q仍為0。 若CP=

16、1以前Q=1，則從CP的上升沿時(shí)刻起J、K信號(hào)出現(xiàn)使Q變?yōu)?的組合，即JK=01或11，則CP下降沿時(shí)Q也為0。 否則Q仍為1。 圖5-17為考慮了一次翻轉(zhuǎn)后主從JK觸發(fā)器的工作波形， 它僅在第5個(gè)CP時(shí)沒有產(chǎn)生一次翻轉(zhuǎn)。 第5章 觸發(fā)器 圖 5-17 主從JK觸發(fā)器的工作波形圖 12345CPJKQQ主第5章 觸發(fā)器 為了使CP下降時(shí)輸出值和當(dāng)時(shí)的J、K信號(hào)一致，要求在CP=1的期間J、 K信號(hào)不變化。但實(shí)際上由于干擾信號(hào)的影響，主從觸發(fā)器的一次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象仍會(huì)使觸發(fā)器產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，因此主從JK觸發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端抗干擾能力較弱。為了減少接收干擾的機(jī)會(huì)，應(yīng)使CP=1的寬度盡可能窄。 第5章 觸發(fā)器

17、3. 主從觸發(fā)器的脈沖工作特性主從觸發(fā)器的脈沖工作特性 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器工作要求工作要求 在CP上跳沿到達(dá)時(shí)，J、K信號(hào)已處于穩(wěn)定狀態(tài)，且在CP=1期間，J、K信號(hào)不發(fā)生變化； 另外,從CP上升沿抵達(dá)到主觸發(fā)器狀態(tài)變化穩(wěn)定，需要經(jīng)歷三級(jí)與非門的延遲時(shí)間，即3tpd，因此要求CP=1的持續(xù)期tCPH3tpd。 CP由1下跳至0時(shí)，主觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移至從觸發(fā)器。從CP下跳沿開始，到從觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)變完成，也需經(jīng)歷三級(jí)與非門的延遲時(shí)間，即3tpd，因此要求CP=0的持續(xù)期tCPL3tpd。此間主觸發(fā)器已被封鎖，因而J、K信號(hào)可以變化。 第5章 觸發(fā)器 為了保證觸發(fā)器能可靠地進(jìn)行狀態(tài)變化，允許時(shí)鐘信

18、號(hào)的最高工作頻率為 pdCPLCPHCPtttf611max 主從觸發(fā)器在CP=1時(shí)為準(zhǔn)備階段。CP由1下跳變至0時(shí)觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移，因此它是一種脈沖觸發(fā)方式。而狀態(tài)轉(zhuǎn)移發(fā)生在CP下降沿時(shí)刻。 第5章 觸發(fā)器 5.6 邊沿邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器 同時(shí)具備以下條件的觸發(fā)器稱為邊沿觸發(fā)方式觸發(fā)器同時(shí)具備以下條件的觸發(fā)器稱為邊沿觸發(fā)方式觸發(fā)器(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器)： 觸發(fā)器僅在CP某一約定跳變到來時(shí)，才接收輸入信號(hào)； 在CP=0或CP=1期間，輸入信號(hào)變化不會(huì)引起觸發(fā)器輸出狀態(tài)變化。因此，邊沿觸發(fā)器不僅克服了同步FF的空翻現(xiàn)象和主從FF的一次性變化問題,而且大大提高了抗干擾能力，工作更為可靠

19、。 第5章 觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)方式的觸發(fā)器有兩種類型：邊沿觸發(fā)方式的觸發(fā)器有兩種類型：一種是維持維持阻塞式觸發(fā)器阻塞式觸發(fā)器，它是利用直流反饋來維持翻轉(zhuǎn)后的新狀態(tài)，阻塞觸發(fā)器在同一時(shí)鐘內(nèi)再次產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)；另一種是邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器，它是利用觸發(fā)器內(nèi)部邏輯門之間延遲時(shí)間的不同，使觸發(fā)器只在約定時(shí)鐘跳變時(shí)才接收輸入信號(hào)。第5章 觸發(fā)器 1. 維持維持阻塞式阻塞式D觸發(fā)器觸發(fā)器 1) 電路結(jié)構(gòu)及工作原理 維持阻塞式D觸發(fā)器由同步RS觸發(fā)器、引導(dǎo)門和4根直流反饋線組成，如圖4-18所示。第5章 觸發(fā)器 圖 5-18 維持阻塞式D觸發(fā)器 &RDQQ&1&SD24365CPD&

20、RDSDRSRD、SD為直接置0、置1端，其操作不受CP控制，因此也稱異步置0、置1端。 第5章 觸發(fā)器 原理分析: （設(shè) RD=SD=1） 1、CP=0 門3、4封鎖， 、 保持。 R=D S=D 準(zhǔn)備就緒。2、CP=0 1上述R=D S=D 就緒信號(hào)最先進(jìn)入門3、4。兩種可能：若D=0， R=1 S=0 SD =1 RD =0 若D=1， R=0 S=1 RD =1 SD =01nQ1nQ封門6Q=1、Q=0封門4、5Q=1、Q=0注意：從信號(hào)進(jìn)入到封鎖門，只有1個(gè)門延時(shí)時(shí)間第5章 觸發(fā)器 反饋線 稱置0維持線。稱置1維持線線稱阻塞置0線。 線稱阻塞置1線。綜上所述：綜上所述：維持阻塞式D

21、觸發(fā)器是在CP上升沿到達(dá)前接收輸入信號(hào)；上升沿到達(dá)時(shí)刻觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)；上升沿以后輸入被封鎖。因此，維持阻塞式D觸發(fā)器具有邊沿觸發(fā)的功能， 并有效地防止了空翻。 第5章 觸發(fā)器 2) 脈沖工作特性 由圖5-18可知，維持阻塞式D觸發(fā)器的工作分兩個(gè)階段： CP=0期間為準(zhǔn)備階段，CP由0變至1時(shí)為觸發(fā)器的狀態(tài)變化階段。為了使觸發(fā)器可靠工作，必須要求： CP=0期間，必須把輸入信號(hào)送至5、6門的輸出，在CP上升沿到達(dá)之前建立穩(wěn)定狀態(tài)，它需要經(jīng)歷兩個(gè)與非門的延遲時(shí)間，稱為建立時(shí)間tset，tset=2tpd。在tset內(nèi)要求D信號(hào)保持不變，且CP=0的持續(xù)時(shí)間tCPL2tpd。 第5章 觸發(fā)器 在CP由0

22、變至1及CP脈沖前沿到達(dá)后，要達(dá)到維持-阻塞作用，必須使 或 由1變?yōu)?，需要經(jīng)歷一個(gè)與非門延遲時(shí)間， 在這段時(shí)間內(nèi)信號(hào)D不應(yīng)變化，這段時(shí)間稱為保持時(shí)間th，th=tpd。 從CP由0變至1開始，直至觸發(fā)器狀態(tài)穩(wěn)定建立，需要經(jīng)歷三級(jí)與非門的延遲時(shí)間，因此要求CP=1的持續(xù)時(shí)間tCPH3tpd。 第5章 觸發(fā)器 為使維持阻塞式D觸發(fā)器可靠工作，CP的最高工作頻率為 pdCPHCPLCPtttf511max 由于維持阻塞式D觸發(fā)器只要求輸入信號(hào)D在CP上升沿前后很短時(shí)間(tset+th=3tpd)內(nèi)保持不變，而在CP=0及CP=1的其余時(shí)間內(nèi)，無論輸入信號(hào)如何變化，都不會(huì)影響輸出狀態(tài)，因此，它的數(shù)

23、據(jù)輸入端具有較強(qiáng)的抗干擾能力， 且工作速度快， 故應(yīng)用較廣泛。 第5章 觸發(fā)器 圖 5-19 維持阻塞式D觸發(fā)器波形圖 CPRDSDDQ第5章 觸發(fā)器 圖 5-20 負(fù)邊沿JK觸發(fā)器 5.7 邊沿邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器 &1&1&RDQQSDCPJK21RDSD第5章 觸發(fā)器 圖5-20是利用門傳輸延遲時(shí)間構(gòu)成的負(fù)邊沿JK觸發(fā)器邏輯電路。圖中的兩個(gè)與或非門構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，兩個(gè)與非門(1、2門)作為輸入信號(hào)引導(dǎo)門，而且在制作時(shí)已保證與非門的延遲時(shí)間大于基本RS觸發(fā)器的傳輸延遲時(shí)間。RD、SD為直接置0、置1端，不用時(shí)應(yīng)使SDRD=11。其原理如下： 當(dāng)CP=0穩(wěn)定時(shí)，輸

24、入信號(hào)J、K被封鎖， ，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變；而當(dāng)CP=1時(shí)，觸發(fā)器的輸出也不會(huì)變， 這可從以下的推導(dǎo)式中看出： 1DDRSnDnnnnDnnnQRQCPQQQSQCPQQ11第5章 觸發(fā)器 由此可見，在穩(wěn)定的CP=0及CP=1期間，觸發(fā)器狀態(tài)均維持不變，這時(shí)觸發(fā)器處于一種“自鎖”狀態(tài)。 當(dāng)當(dāng)CP由由1變?yōu)樽優(yōu)?時(shí)時(shí)，由于CP信號(hào)是直接加到與或非門的其中一個(gè)與門輸入端，首先解除了觸發(fā)器的“自鎖”，但 還要經(jīng)過一個(gè)與非門延遲時(shí)間tpd才能變?yōu)?。在沒有變?yōu)?以前， 仍維持CP下降沿前的值，即 DDRS 、nDnDKQRQJS,代入基本RS觸發(fā)器特征方程，有 nnnQKQJQ1也就是說，在CP由1

25、變?yōu)?的下降沿時(shí)刻，觸發(fā)器接收了輸入信號(hào)J、K，并按JK觸發(fā)器的特征規(guī)律變化。 第5章 觸發(fā)器 由以上分析可知，在CP=1時(shí)，J、K信號(hào)可以進(jìn)入輸入與非門，但仍被拒于觸發(fā)器之外。 只有在CP由1變?yōu)?之后的短暫時(shí)刻里，由于與非門對(duì)信號(hào)的延遲，在CP=0前進(jìn)入與非門的J、 K信號(hào)仍起作用，而此時(shí)觸發(fā)器又解除了“自鎖”， 使得J、 K信號(hào)可以進(jìn)入觸發(fā)器，并引起觸發(fā)器狀態(tài)改變。 因此， 只在時(shí)鐘下降沿前的J、 K值才能對(duì)觸發(fā)器起作用，從而實(shí)現(xiàn)了邊沿觸發(fā)的功能。 第5章 觸發(fā)器 綜上所述，負(fù)邊沿JK觸發(fā)器是在CP下降沿產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)方向決定于CP下降前瞬間的J、K輸入信號(hào)。它只要求輸入信號(hào)在CP下降沿

26、到達(dá)之前，在與非門1、2轉(zhuǎn)換過程中保持不變，而在CP=0及CP=1期間，J、K信號(hào)的任何變化都不會(huì)影響觸發(fā)器的輸出。因此這種觸發(fā)器比維持阻塞式觸發(fā)器在數(shù)據(jù)輸入端具有更強(qiáng)的抗干擾能力，其波形圖如圖5-21所示。 第5章 觸發(fā)器 圖 5-21 邊沿JK觸發(fā)器的理想波形圖 CPJQK第5章 觸發(fā)器 這種負(fù)邊沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，僅要求在CP下降沿到達(dá)之前有信號(hào)到達(dá) 的建立時(shí)間tset，即tset=tpd。由于此過程在CP=1期間進(jìn)行，因此tCPHtpd。 CP下降沿到達(dá)時(shí)，CP封鎖了1、2門，故負(fù)邊沿觸發(fā)器基本上不需要保持時(shí)間。但在CP=0持續(xù)期tCPL內(nèi)一定要保證基本RS觸發(fā)器能可靠翻轉(zhuǎn)，因此tCP

27、L2tpd，因而觸發(fā)器最高工作頻率為 DDRS 、pdCPLCPHCPtttf311max第5章 觸發(fā)器 5.8 觸發(fā)器的邏輯符號(hào)及時(shí)序圖觸發(fā)器的邏輯符號(hào)及時(shí)序圖1、 觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào) 圖 5-22 電位觸發(fā)方式觸發(fā)器的邏輯符號(hào) QSDRD(a)QQ1RC11S(b)QQ(c)QCPCPC11D基本RSFF同步RSFF同步DFF第5章 觸發(fā)器 第5章 觸發(fā)器 傳統(tǒng)的邏輯符號(hào). 圖 5-23 集成觸發(fā)器常用的邏輯符號(hào) K1K2K3J1J2J3QQKJRDSD(a)D1D2D3QQDRDSD(b)CPCPQQDRDSD(c)CPQQRDSD(d)CPKCPCPCPCPJ第5章 觸發(fā)

28、器 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB4728.12-85)規(guī)定的邏輯符號(hào) 圖 5-24 集成觸發(fā)器國(guó)標(biāo)規(guī)定的邏輯符號(hào) 圖 5-24(b)QQC1(a)D1D2CPS(c)1D&RQQC1J1J2CPS1J&RK1K21K&QQC1CPS1JR1KJKSDRDSDRDSDRD第5章 觸發(fā)器 觸發(fā)器分析舉例觸發(fā)器分析舉例 時(shí)序圖的畫法一般按以下步驟進(jìn)行： 以時(shí)鐘CP的作用沿為基準(zhǔn)，劃分時(shí)間間隔，CP作用沿來到前為現(xiàn)態(tài)，作用沿來到后為次態(tài)。 每個(gè)時(shí)鐘脈沖作用沿來到后，根據(jù)觸發(fā)器的狀態(tài)方程或狀態(tài)表確定其次態(tài)。 異步直接置0、置1端(RD、SD)的操作不受時(shí)鐘CP的控制，畫波形時(shí)要特別注意。 第5

29、章 觸發(fā)器 【例 5-1】 邊沿JK觸發(fā)器和維持阻塞式D觸發(fā)器分別如圖5-25(a)、 (b)所示，其輸入波形見圖5-25(c)，試分別畫出Q、 Q2端的波形。設(shè)電路初態(tài)均為0 。 圖 5-25 例5-1圖 Q11JC11K(a)RDSDCPAB1C11D(b)RDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q2(c)1第5章 觸發(fā)器 解：解： 從圖中可見，JK觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)，因此首先以CP下降沿為基準(zhǔn)，劃分時(shí)間間隔，然后根據(jù)JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程 ，由每個(gè)CP來到之前的A、B和原態(tài)Q1決定其次態(tài) 。例如第一個(gè)CP下降沿來到前因AB=10，Q1=0，將A、B、Q1代入狀態(tài)方程得 ， 故畫波形時(shí)

30、應(yīng)在CP下降沿來到后使Q1為1， 該狀態(tài)一直維持到第二個(gè)CP下降沿來到后才變化。依此類推可畫出Q1的波形如圖5-25(c)所示。 111111QBQAQKQJQn11nQ111nQ第5章 觸發(fā)器 圖5-25(b)的D觸發(fā)器為上升沿觸發(fā)，因此首先以CP上升沿為基準(zhǔn)，劃分時(shí)間間隔。由于D=A，故D觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 ，這里需要注意的是異步置0端RD和B相連，因此該狀態(tài)方程只有當(dāng)B=1時(shí)才適用。當(dāng)B=0時(shí)，無論CP、A如何， ，即圖5-25(c)中B為0期間所對(duì)應(yīng)的 均為0；只有B=1, 才在CP的上升沿來到后和A有關(guān)。例如在第二個(gè)CP上升沿來到前，B=1, A=1，故CP來到后 。該狀態(tài)本來應(yīng)維持到第三個(gè)CP上升沿來到前， 但在第二個(gè)CP=0的期間B已變?yōu)?，因此也強(qiáng)迫Q2=0。Q2的波形如圖5-25(c)所示。 ADQn12012nQ12nQ12nQ112nQ第5章 觸發(fā)器 【例 5-2】 TTL邊沿觸發(fā)器組成的電路分別如圖5-26(a)、 (b)所示，其輸入波形見圖5-26(c)，試分別畫出Q1、Q2端的波形。 設(shè)電路初態(tài)均為0。 圖 5-26 例5-2圖 12345CPA BQ1Q2(c)Q21JC11K(b)RDABC11D(a)C