触发器的状态转换图

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数字电子技术基础-第四章-触发器

数字电子技术基础-第四章-触发器
Q Q
SD——直接置1端,低电平有效。
G2
G1 & Q3 & G3
& Q4 G4 &
Q
Q
L2
CP Q5 & G5 Q6 G6 &
C1 R 1D ∧ S RD SD
RD和SD不受CP和D信
SD
RD
D
号的影响,具有最高的 优先级。
3.集成D触发器74HC74
2Q 2Q 1Q 1Q Vcc 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q

2.特性方程
KQn J 0 1 00 01 11 10
0 0
0 0 1 1
0 0
1 1 0 0
0 1
0 1 0 1
0 1
0 0 1 1
0 1
1 1
0 0
0 1
Qn1 JQn KQn
1 1
1 1
0 1
1 0
3.状态转换图
J=1 K=× J=0 K=× 0 J=× K=1 1 J=× K=0
CP=1时, Q2=0,则Q=1, 封锁G1和G3 使得Q2=0,维持置1 同时Q3=1,阻塞置0
Q3
R
&
Q
G6
& Q4
D
G4
置1阻塞、置0维持线
Q3=0,则Q=0, 封锁G4,使得Q4=1, 阻塞D=1进入触发器, 阻塞置1 同时保证Q3=0,维持置0
触发器的直接置0端和置1端
RD——直接置0端,低电平有效;
JK触发器→T(T ′)触发器
Qn+ 1 = TQn + TQn
令J = K = T

D触发器→JK触发器

数电第4章触发器课件

数电第4章触发器课件

与该当前的输入信号有关,而且与此前电路的状态有关。
结构特征:由组合逻辑电路和存储电路组成,电路中存在反馈。 锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。
2
4.1 概述 一、触发器的概念及特点 1.概念:
FF: (Flip-Flop, 简称FF)能够存储1位二进制信号 的基本单元电路。
2.特点: (1)有两个稳定的状态:0状态和1状态。 (2)在触发信号控制下,根据不同输入信号可置成 0或1状态。 (触发信号为时钟脉冲信号)
第4章 触发器
4.1 概述
4.2 基本SR触发器(SR锁存器)
4.3 同步触发器(电平触发)
4.4 主从触发器(脉冲触发)
4.5 边沿触发器(边沿触发) 4.6 触发器的逻辑功能及描述方法 4.7 集成触发器 4.8 触发器应用举例
作业题
【5】【6】【8】【11】
1
时序逻辑电路与锁存器、触发器: 时序逻辑电路: 工作特征:时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅
1、电路结构 以基本SRFF为基础,增加两个与非门。
置1端 时钟信号 (高电平有效) (同步控制)
置 0端 (高电平有效)
图4-5 同步SRFF
13
2、工作原理
分析CLK=0时: 有 SD’ =RD’=1, 则Q、Q’不变。 分析CLK=1时: (1)S=R=0时,有SD’ =RD’=1:Q、Q’不变(保持原态) (2)S =0, R=1:输出Q=0, Q’=1 (置0状态) (3)S =1, R=0:Q=1, Q’=0 (置1状态) (4)S=R=1:Q=Q’=1(未定义状态)
t t
1

O
Q

O
图4-13 主从JKFF波形

R-S触发器

R-S触发器

RS触发器基本RS 触发器:电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接,即可构成基本RS触发器,其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。

它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。

工作原理基本RS触发器的逻辑方程为:根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时,则Q=0,Q=1,触发器置1。

2.当R=0、S=1时,则Q=1,Q=0,触发器置0。

如上所述,当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时,它的两个输出端Q和Q 有两种互补的稳定状态。

一般规定触发器Q端的状态作为触发器的状态。

通常称触发器处于某种状态,实际是指它的Q端的状态。

Q=1、Q=0时,称触发器处于1态,反之触发器处于0态。

S=0,R=1使触发器置1,或称置位。

因置位的决定条件是S=0,故称S 端为置1端。

R=0,S=1时,使触发器置0,或称复位。

同理,称R端为置0端或复位端。

若触发器原来为1态,欲使之变为0态,必须令R端的电平由1变0,S端的电平由0变1。

这里所加的输入信号(低电平)称为触发信号,由它们导致的转换过程称为翻转。

由于这里的触发信号是电平,因此这种触发器称为电平控制触发器。

从功能方面看,它只能在S和R的作用下置0和置1,所以又称为置0置1触发器,或称为置位复位触发器。

其逻辑符号如图7.2.1(b)所示。

由于置0或置1都是触发信号低电平有效,因此,S端和R 端都画有小圆圈。

3.当R=S=1时,触发器状态保持不变。

触发器保持状态时,输入端都加非有效电平(高电平),需要触发翻转时,要求在某一输入端加一负脉冲,例如在S端加负脉冲使触发器置1,该脉冲信号回到高电平后,触发器仍维持1状态不变,相当于把S端某一时刻的电平信号存储起来,这体现了触发器具有记忆功能。

4.当R=S=0时,触发器状态不确定在此条件下,两个与非门的输出端Q和Q全为1,在两个输入信号都同时撤去(回到1)后,由于两个与非门的延迟时间无法确定,触发器的状态不能确定是1还是0,因此称这种情况为不定状态,这种情况应当避免。

第五章 触发器

第五章 触发器

图5.5.2 带异步置位、复位端的CMOS边沿触发器
CMOS边沿触发器的特性表
CP

D

Q

n
Q n 1

0 0
0
0 0
1
0
1 1
1 1
1
(4-33)
二、维持阻塞触发器 1、阻塞RS触发器
S
①置1 维持 线
1
0
S’
& G5 0 1
③置0 阻塞线
&
G3 L1 L2
1 0 1
& G1
Q 0 1
§5.3 电平触发的触发器
一、电路结构及工作原理
(1)CP=0,状态不变。
(2)CP=1,工作,同SR锁存器一样约束条件为:SR=0。
电平触发RS触发器的特性表
*CP回到低电平后状态不定 在使用电平触发RS触发器的过程中,有时还需要CP信号到 来之前将触发器预先置成指定的状态,为此在实用的电平触发 RS触发器电路上往往还设置有专门异步置位输入端和异步复位 输入端,如下页图:1717
1
1 0
1 0
01 10
0 1 0 1
设触发器的初始状态Q=0。
CP=0:基本RS触发器的状态通过A,A’得以保持。
CP变为高电平以后:门 B,B’ 首先解除封锁,若此时输入 为J=1,K=0,则P=0,P’=1 ,…状 态无影响。 CP下降沿到达时:门 B,B’ 首先封锁,P,P’ 的电平不会立
第五章 触发器
§5.1 概述 §5.2 SR锁存器 §5.3 电平触发的触发器
§5.4 脉冲触发的触发器
§5.5 边沿触发的触发器 §5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法

数字电路(第四章触发器)

数字电路(第四章触发器)
13
同步式触发器——电平触发方式,一般高电平触发; 维持阻塞触发器——边沿触发方式,一般上升沿触发;
边沿触发器——边沿触发方式,一般下降沿触发;
主从触发器——主从触发方式。
14
时钟输入CP: 时钟脉冲输入端,通常输入周期性时钟脉冲。
数据输入端:
又叫控制输入端。四种触发器:SR—S,R;D—D; JK—J,K;T—T。 初态Qn: 可称现态,某个时钟脉冲作用前触发器状态。
38
主从式JK触发器
Q
&1
Q
&2 &4
R'
从触发器
&3
S' Q'
Q'
&5 &7
J
&6
1
CP
主触发器
&8
K
CP
39
主、从触发器都是电平触发的同步式触发器 主从触发器在一个时间脉冲(CP)作用下,工作 过程分两个阶段(双拍工作方式)。
1)CP=1,主触发器接收控制信号J、K,状态反映 在 Q' 和 Q' 上, CP = 0 从触发器被封锁,保持原来状态。 2)在CP下降沿(负跳变时刻),从触发器向主触发器看齐。 负跳变时,主触发器被封锁,保持原状态不变。此时,从 触发器封锁被解除取与主触发器一致的状态。
次态Qn+1:某个时钟作用后触发器的状态。(新状态)
15
描述时钟触发器逻辑功能时,采用四种方式:
功能真值表:(表格形式) 在一定控制输入下,在时钟脉冲作用前后,初态向次态转 化的规律(状态转换真值表) 激励表:(表格形式)
在时钟脉冲作用下,实现一定的状态转换(Qn—Qn+1),应 有怎样的控制输入条件。

4_触发器的状态转换图

4_触发器的状态转换图
标上表示从0态转换为1态的条件。 标上表示从0态转换为1态的条件。 由 真 值 表 知 , 若 R=0 、 S=1 , 当 CLK= CLK=1时,触发器由0态转换为1态。 触发器由0态转换为1
同步RS触发器功能表 同步RS触发器功能表
CLK 1 1 1 1 0 R 0 0 1 1 × S 0 1 0 1 × Qn+1 结论 Qn 维持 1 0 ∅ Qn 置1 置0 不定 关闭
触发器有两个状态, 触发器有两个状态,为1态和0态, 态和0 在两个圆圈内以1 表示之。 在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接, 两状态间用带箭头的弧线连接, 箭头指向触发器的次态( 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) , 箭尾为触发器的现态( 箭尾为触发器的现态(n态)。 弧线旁边标出了状态转换的条件
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件
S=0 R=1 S=0 R=×
1Hale Waihona Puke 0继续触发器的状态转换图
转换状态条件的标 注:R=0,S=1(0→1)
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步 触发器的功能表 、同步RS触发器的功能表 2、同步 触发器的特征方程 、同步RS触发器的特征方程 3、同步 触发器的状态转 、同步RS触发器的状态转 换图
JK触发器功能表 JK触发器功能表
J 0 0 1 1 K 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1
Qn
Qn+1=JQn + KQn
标上表示从0 态转换为1 标上表示从 0 态转换为 1 态的条件。 由真值表知, 态的条件 。 由真值表知 , 若触发器的初态为0,当 J=1 时 , 不管 K为何值 , 只 不管K为何值, CLK的触发边沿一到 的触发边沿一到, 要 CLK 的触发边沿一到 , 均可令触发器置1 均可令触发器置1态。

5、触发器

5、触发器
R D = 1, D = 0 S
RD = SD = 1
0

RD = 1 SD =
D锁存器的定时图 74HC/HCT373: 8D锁存器 4.典型集成电路
5.3 触发器的电路结构和工作原理
E 锁存器:(高)电平响应 锁存器在E为低电平时,不接受输入激励信号,状态保持不变; 当E为高电平时,锁存器接受输入激励信号,状态发生转移。 在E=1且脉冲宽度较宽时,锁存器输出状态将随着输入信号 的变化出现连续不停的多次翻转。如果要求每来一个E脉冲锁
RDSD Qn 0 1 00 × × 01 0 0 11 0 1 10 1 1
图5-1-3
基本触发器卡诺图
特征方程:
由于S D和R D同时为0又同时恢复为 时,状态Q n1是不确定 1 的,所以输入信号S D和R D应满足S D R D = 1。
3、状态转移图 描述触发器状态变化及其相应输入条件的一种图形。
( 3) 当 R = 0, S = 0时,锁存器状态保持不 变,说明锁存器
具有保持功能。 ( 4) 当 R = 1, S = 1时,则Q = 0,Q = 0。
此时如果两个输入信号同时发生由0到1的变化,则会出现 所谓竞争现象。由于两个或非门的延迟时间无法确定,使得触 发器最终稳定状态也不能确定。约束条件:SR=0
存 器仅翻转一次,则对钟控信号约定电平的宽度有极其苛刻
的要求。为了避免多次翻转,必须采用其他的电路结构。 触发:在时钟脉冲作用下的电路状态刷新。 CP 上升沿触发 CP 下降沿触发
主要的三种电路结构:主从触发器、维持阻塞触发器、 利用传输延迟的触发器。
5.3.1 主从触发器
1.工作原理
主锁存器 D
1.逻辑门控D锁存器

1同步RS触发器

1同步RS触发器

小结
CP
波 形 图
R S Q Q
不 变
置 1
不 变
置 不 置 0 变 1
不 置 变 0
不 不 不 变 变 变
功能描述(CP =1)
(1) 状态转移真值表
(2) 特征方程
表5-2-1 钟控R-S触发器状态转移真值表 R S Qn+1
Q n1 S RQ n RS 0 (约束条件)
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。
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。
电位触发方式的工作特性
电位触发方式也叫电平触发方式,钟控触发器 采用的就是电位触发方式。
很明显,当 CP=1 时,触发器可以被输入信号触发, 改变(或保持)状态; 当 CP=0 时,触发器不能被输入信号改变, 处于保持状态。 这种在某一电平下可以随时改变触发器状态的触发 方式称为电位触发方式。 电位触发方式的缺点是输出在一个时间段都可能改 变,比如输入端存在干扰时,输出状态会来回翻转。抗 干扰能力不强。
Q n 1 S R Q n D DQ n D CP=1期间有效
功能描述 (1) 状态转移真值表
D触发器状态转移真值表 D 0 1 Qn+1 0 1
(2) 激励表
D触发器激励表 Qn → Qn +1 0 0 0 1 1 0 1 1 D 0 1 0 1
(3) 状态转移图
D =1
D =0
电位触发方式为了避免在一个触发周期之内,输 出端发生多次翻转,要求 CP=1 的时间满足:
不能太短,要保证触发器能可靠翻转(2个 tpd)。 不能太长,只够翻转一次,不能出现第二次 翻转(3个tpd) 显然,这对CP来说要求太高了。 为了降低对CP信号的要求,但还要保证输出 不随意翻转,我们可以采用具有主从结构的触发 器, 它的特点是状态转变只发生在某一时刻,而 不是某一时段。
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标上表示从1态转换为1态的条 件。由真值表知,若初态为 1 , 只 要 R=0 , 不 管 S 是 何 值 , 当 CLK=1时均可以使触发器置1。
同步RS触发器功能表
CLK 1 1 1 1 0 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Qn+1 结论 Qn 维持 1 0 Qn 置1 置0
标上表示从0态转换为1态的条件。 由 真 值 表 知 , 若 R=0 、 S=1 , 当 CLK=1时,触发器由0态转换为1态。
同步RS触发器功能表
CLK 1 1 1 1 0 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Qn+1 结论 Qn 维持 1 0 Qn 置1 置0
不定 关闭
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件 1
不定 关闭
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件 1
S=0 R=1
0
继续
触发器的状态转换图
转换状态条件的标 注:R=,S=0(00)
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步RS触发器的功能表 2、同步RS触发器的特征方程 3、同步RS触发器的状态转 换图
触发器有两个状态,为1态和0态, 在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接, 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) , 箭尾为触发器的现态(n态)。 弧线旁边标出了状态转换的条件
同步RS触发器功能表
CLK 1 1 1 1 0 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Qn+1 结论 Qn 维持 1 0 Qn 置1 置0
不定 关闭
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件 1
S=0 R=1
0
S=0 R=
S=1 R=0
本页完 继续
触发器的状态转换图
二、JK 触发器的状态转换图 J=;K=1(10)
0
0 1 1
Qn
0 1
Qn
Qn+1=JQn + KQn
J= K=1
1
0
继续
触发器的状态转换图
J=0;K=(00)
二、JK 触发器的状态转换图 1、JK触发器的功能表 2、JK触发器的特征方程 3、JK触发器的状态转换图
标上表示从 0 态转换为 0 态 的条件。由真值表知,若触 发器的初态为 0,当 J=0时, 不管 K 为何值,只要 CLK 的 触发边沿一到,均可令触发 器置0态。
标上表示从 0 态转换为 0 态的条 件。由真值表知,若初态为0,只 要 S=0,不管 R是何值,当 CLK=1 时,均可以使触发器置0。
同步RS触发器功能表
CLK 1 1 1 1 0 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Qn+1 结论 Qn 维持 1 0 Qn 置1 置0
不定 关闭
T触发器功能表 T 0 1 Qn+1 Qn Qn
Qn+1=TQn + TQn
T=1
1
0
T=0
继续
触发器的状态转换图
T=1(01)
三、T 触发器的状态转换图 1、T触发器的功能表 2、T触发器的特征方程 3、T触发器的状态转换图
标上表示从0态转换为1 态的条件。由真值表知, 若触发器的初态为 0 ,当 T=1 时, CLK 的触发边沿 一到,触发器翻转为1。
T触发器功能表 T 0 1 Qn+1 Qn Qn
Qn+1=TQn + TQn
T=1 T=0
1
T=1
0
T=0
本页完 继续
触发器的状态转换图
四、T’ 触发器的状态转换图 1、T’触发器的功能表 2、T’触发器的特征方程 3、T’触发器的状态转换图
标上表示从 1态转换为 0态和从 0态转换为 1态的条件。由真值表 知, T’ 触发器的 T’≡1 ,每个 CLK 触发边沿都令触发器立即翻转, 所以不存在着维持态。
D触发器的功能表
D 0
Qn+1
0
1
1
D=1(11)
Qn+1=D
标上维持1态的条件。 由真值表知,若触发器 的初态为 1 , D=1 , CLK 的触发边沿到达时,触 发器仍维持1。
D=0 D=1
标上维持0态的条件。由 真值表知,若触发器的初态 为 0, D=0,CLK的触发边沿 到时,触发器仍维持0。
D触发器的功能表
D 0
Qn+1
0
1
1
D=0(00)
Qn+1=D
D=0
1
0
D=0
继续
触发器的状态转换图
五、D 触发器的状态转换图 1、D触发器的功能表 2、D触发器的特征方程 3、D触发器的状态转换图
T触发器功能表 T 0 Qn+1 Qn
三、T触发器的状态转换 图 1 Qn T=1(10)
Qn+1=TQn + TQn
T=1
1
0
继续
触发器的状态转换图
T=0(00)
三、T 触发器的状态转换图 1、T触发器的功能表 2、T触发器的特征方程 3、T触发器的状态转换图
标上维持 0 态的条件。 由真值表知,若触发器的 初 态 为 0 , T=0 , CLK 的 触发边沿到达时,触发器 仍维持0。

表示从 0态 不定 转换为 0态。 n
Q
关闭
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件 1 0
继续
触发器的状态转换图
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步RS触发器的功能表 2、同步RS触发器的特征方程 3、同步RS触发器的状态转 换图
触发器有两个状态,为1态和0态, 在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接, 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) , 箭尾为触发器的现态(n态)。 弧线旁边标出了状态转换的条件
能写出触发器的几种表示方式
返回
触发器的状态转换图
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步RS触发器的功能表 2、同步RS触发器的特征方程 3、同步RS触发器的状态转 换图
在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接, 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) , 箭尾为触发器的现态(n态)。
J K 0 1 0 1 Qn+1
0
0 1 1
Qn
0 1
Qn
Qn+1=JQn + KQn
J= K=1
J= K=0 J=0 K=
1
J=1 K=
0
本页完 继续
触发器的状态转换图
三、T 触发器的状态转换图 1、T触发器的功能表 2、T触发器的特征方程 3、T触发器的状态转换图
标上表示从1态转换为0 态的条件。由真值表知, 若触发器的初态为 1 ,当 T=1 时, CLK 的触发边沿 一到,触发器翻转为0。
T触发器功能表 T 0 1 Qn+1 Qn Qn
Qn+1=TQn + TQn
T=1
1
T=1
0
T=0
继续
触发器的状态转换图
T=0(11)
三、T 触发器的状态转换图 1、T触发器的功能表 2、T触发器的特征方程 3、T触发器的状态转换图
标上维持 1 态的条件。 由真值表知,若触发器的 初 态 为 1 , T=0 , CLK 的 触发边沿到达时,触发器 仍维持1。
J K 0 1 0 1 Qn+1
0
0 1 1
Qn
0 1
Qn
Qn+1=JQn + KQn
标上表示从 0 态转换为 1 态的条件。由真值表知, 若触发器的初态为0,当 J=1 时,不管 K为何值,只 要 CLK 的触发边沿一到, 均可令触发器置1态。
J= K=1
J=0 K=
1
J=1 K=
0
继续
触发器的状态转换图
T’触发器功能表
T’ Qn+1
四、T’触发器的状态转 Qn 1 换图 n+1=Qn Q’ T =1(10) T’=1(01)
T’=1
1
T’=1
0
本页完 继续
触发器的状态转换图
五、D触发器的状态转换图 D=0(10)
五、D 触发器的状态转换图 1、D触发器的功能表 2、D触发器的特征方程 3、D触发器的状态转换图
S=0 R=1
0
S=0 R=
S=1 R=0
继续
触发器的状态转换图
转换状态条件的标注:R=0,S=(11)
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步RS触发器的功能表 2、同步RS触发器的特征方程 3、同步RS触发器的状态转 换图
触发器有两个状态,为1态和0态, 在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接, 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) , 箭尾为触发器的现态(n态)。 = 弧线旁边标出了状态转换的条件 S R=0
Qn+1=S+RQn RS=0 约束条件 1
S=0 R=1
0
S=0 R=
继续
触发器的状态转换图
转换状态条件的标 注:R=0,S=1(01)
一、RS 触发器的状态转换图 1、同步RS触发器的功能表 2、同步RS触发器的特征方程 3、同步RS触发器的状态转 换图
触发器有两个状态,为1态和0态, 在两个圆圈内以1和0表示之。 两状态间用带箭头的弧线连接, 箭头指向触发器的次态 (n+1 态 ) , 箭尾为触发器的现态(n态)。 弧线旁边标出了状态转换的条件
D触发器的功能表
D 0
Qn+1
0
1
1
D=1(01)
Qn+1=D
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