触发器和时序逻辑总结.ppt

触发器和时序逻辑电路 数字电路的分类中,按电路有无记忆特性可分为哪几类? 组合逻辑电路：逻辑电路的输出只与当时的输入有关，与电路以前的输入无关(即电路无记忆功能)。 时序逻辑电路：逻辑电路的输出不仅与当时的输入有关，还与电路过去的状态有关(即电路有记忆功能)。 时序逻辑电路的组成：由一般的门电路和具有记忆功能的触发器组成。 时序电路分类: 时序电路可分为两大类：同步时序电路和异步时序电路。 在同步时序电路中，电路的状态仅仅在统一的信号脉冲(称为时钟脉冲，通常用CP表示)控制下才同时变化一次。如果CP脉冲没来，即使输入信号发生变化， 它可能会影响输出，但绝不会改变电路的状态(即记忆电路的状态)。 在异步时序电路中，记忆元件的状态变化不是同时发生的。这种电路中没有统一的时钟脉冲。任何输入信号的变化都可能立刻引起异步时序电路状态的变化。 13-1 触发器 触发器：具有记忆功能、能储存数字信息的常用的一种基本单元电路。（能够存储一位二进制信息的基本单元） 触发器的特点： 1、有两个能够保持的稳定状态，分别用来表示逻辑0和逻辑1，即在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态。 2、在无外界信号作用时，触发器能保持原状态不变。 3、在适当输入信号作用下，可从一种状态翻转到另一种状态；在输入信号取消后，能将获得的新状态保存下来（此即为记忆功能）。 4、在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系，即有约束条件。 触发器的分类： 1、按触发方式分：电位触发方式、主从触发方式及边沿触发方式 2、按逻辑功能分：R-S触发器、D触发器、J-K触发器和T触发 3、按结构分：基本触发器、时钟触发器 翻转：是指触发器从0状态变为1状态，或从1状态变为0状态。 一、基 本 RS 触 发 器 一、电路图与逻辑符： 1、基本RS触发器通常由两个逻辑门电路交叉相连而成。下图是两个与非门组成的基本RS触发器的逻辑电路及逻辑符号。 同步RS触发器 1、）基本RS触发器的状态直接受输入信号的控制，只要输入端出现置0或置1信号，则触发器立即转入新的工作状态。 2、）在数字系统中，为了使系统协调工作，往往要求各触发器的状态按照一定的时间节拍变化，这就要求引入一个控制信号，使得各触发器在控制信号的作用下按照输入信号改变状态。通常引入的这个控制信号是一种周期性的矩形波，把这种周期性的矩形波叫做时钟脉冲，或称时钟信号，简称时钟，用CP(Clock Pulse的缩写)表示。 3、）受时钟信号控制的触发器统称为钟控触发器，又称为同步触发器。 4、）同步触发器的种类有同步RS触发器、JK触发器、D触发器等多种形式。 同步RS触发器 1. 电路结构 同步RS触发器是在基本的RS触发器的基础上增加了两个时钟脉冲CP 控制的门电路，G3、G4后构成的，电路结构如图(a)所示，图(b)（c）为其图形符号。图中CP为时钟脉冲输入端，简称钟控端CP，R 和S为信号输入端。图中R、S为控制输入端，控制触发器的最终状态，R与S上没有非号“-”说明是高电平有效，即高电平使触发器翻转。 同步RS触发器 2. 工作原理 1、）当CP = 0时，门G3、G4被封锁，不管R 端和S端的信号如何变化，都输出1，这时对于由G1、G2构成的基本RS触发器来说，触发器的两个输入信号均为1，处于保持工作状态，即Qn+1 =Qn。 2、）当CP=1 时，触发器工作，其逻辑功能如下： R=0, S=１, Qn+1=1，触发器置“1”；  R=1, S=0, Q n+1=0，触发器置“0”；  R=S=0, Qn+1=Qn，触发器状态不变；  R=S=1, 触发器失效，工作时不允许。 集成JK触发器 1、基本ＲＳ触发器的特征？ ２、同步ＲＳ触发器的特征？ ３、根据所画的波形图观察一下同步ＲＳ触发器的工作情况。 ４、空翻：同步ＲＳ触发器在ＣＰ高电平期间若ＲＳ的状态连续变化，则触发器的状态会产生翻转两次以上的现象，称为空翻。 集成ＪＫ触发器 １、为了避免出现空翻现象，引入了无空翻触发器。如ＪＫ触发器、Ｄ触发器。 ２、ＪＫ触发器的逻辑图和逻辑符号： １、触发器的触发方式： １、）电平触发方式：触发器翻转在ＣＰ的高电平或低电平期间进行，即为电平触发。（一般为高电平触发） ２、）边沿触发方式：触发器的翻转在ＣＰ的上升沿或ＣＰ的下降沿时刻进行，即为边沿触发。（一个完整的脉冲一般可分为上升沿、高电平、下降沿、低电平四个阶段） ３、）主从触发方式 ２、上图中ＣＰ端的符号“﹥”表示的是采用边沿触发方式；而ＣＰ端有“０”表示采用下降沿触发（如右图），ＣＰ端无“０”表示采用上升沿触发（如左图）。 ＪＫ触发器的逻辑功能（电平触发） 特性表 Ｊ