《实用电工电子》模块62数字电子技术基础触发器.doc

PAGE 1 PAGE 27 6.3触发器 组合逻辑电路的输出状态只取决于当时的输入状态，而时序逻辑电路有两个互补输出端，其输出状态不仅取决于当时的输入状态，还与电路的原来状态有关，这说明时序逻辑电路具有记忆功能。 在数字电路中，既有能够进行逻辑运算和算术运算的组合逻辑电路，也需要具有记忆功能的时序逻辑电路。组合逻辑电路的基本单元是门电路，时序逻辑电路的基本单元是触发器。 触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑部件。它有两个稳定的状态：0状态和1态； 在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态；当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变。所以，触发器可以记忆1位二值信号。 6.3.1触发器的基本特性和作用 1、基本特性 ①有两个稳定状态(简称稳态)，正好用来表示逻辑0和1。 ②在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换(称为状态的翻转)。输入信号消失后，新状态可长期保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。 2、触发器的作用 触发器有记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来状态有关。而门电路无记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输出完全取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关。 3、触发器的类型 触发器按其稳定工作状态可分为双稳态触发器、单稳态触发器和无稳态触发器（多谐振荡器）等。如无特殊说明，平常所指的触发器就是双稳态触发器。 双稳态触发器按其逻辑功能可分为：RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器、T＇触发器等； 按其结构可分为：基本触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发器和维持阻塞型触发器等。 6.3.2 RS触发器 1、基本RS触发器 信号输出端，Q =0、的状态称0状态，Q=1、的状态称1状态，信号输入端，低电平有效。 图6-3-1基本RS触发器及逻辑符号 工作原理： ①、。由于，不论Q为0还是1，都有；再由、可得。即不论触发器原来处于什么状态都将变成0状态，这种情况称将触发器置0或复位。由于是在端加输入信号（负脉冲）将触发器置0，所以把端称为触发器的置0端或复位端。 ②、。由于，不论为0还是1，都有；再由、可得。即不论触发器原来处于什么状态都将变成1状态，这种情况称将触发器置1或置位。由于是在端加输入信号（负脉冲）将触发器置1，所以把端称为触发器的置1端或置位端。 ③、。根据与非门的逻辑功能不难推知，当、时，触发器保持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了触发器具有记忆能力。 ④、。这种情况下两个与非门的输出端Q和全为1，不符合触发器的逻辑关系。并且由于与非门延迟时间不可能完全相等，在两输入端的0信号同时撤除后，将不能确定触发器是处于1状态还是0状态。所以触发器不允许出现这种情况，这就是基本RS触发器的约束条件。 表6-3-1基本RS触发器的逻辑功能表 基本RS触发器的特点： ①触发器的次态不仅与输入信号状态有关，而且与触发器原来的状态有关。 ②电路具有两个稳定状态，在无外来触发信号作用时，电路将保持原状态不变。 ③在外加触发信号有效时，电路可以触发翻转，实现置0或置1。 ④在稳定状态下两个输出端的状态Q和必须是互补关系，即有约束条件。 2、同步RS触发器 图6-3-2同步RS触发器及逻辑符号 基本RS触发器属于异步或无时钟触发器，它的特点是：只要输入信号发生变化，触发器的状态就会立即发生变化。在实际使用中，常常要求系统中的各触发器按一定的时间节拍同时触发翻转，即受时钟脉冲C的控制。 ①电路结构与工作原理 图6-3-2 (a)、(b)分别为同步RS触发器的逻辑图和逻辑符号。它是在基本RS触发器前加入了一个由控制门G3、G4构成的导引电路。其中C是时钟脉冲。控制端R、S为信号输入端。、是直接复位端和直接置位端，它们不受时钟脉冲及G3、G4门的控制，一般在工作之初，首先使触发器处于某一给定状态，在工作过程中、处于“1”态。 由图6-3-2(a)可知，当C=0，G3、G4门被封锁，输入信号R、S不起作用，G3、G4门输出均为1。又因、，输出不变，即Qn+l=Qn，其中Qn表示时钟正脉冲到来之前的状态称为现态，Qn+1表示时钟脉冲到来之后的状态，称为次态。 C=l，G3、G4门打开，输入信号R、S起作用，经与非门G3、G4将RS端的信号传送到基本RS触发器的输入端，触发器触发翻转。由于当R=S=1时，触发器为不定状态，因此在实际使用中应当避免出现这种情况。用类似于基本RS触发器的分析，可得其功能如表6-3-2。 表6-3-2同步RS触发器的逻辑功能表 在数字电路中，凡根据输入信号R、S情况的不同，具有置0、置1和保持功能的电路，都称为RS触发器。 主要特点：