第4章(触发器).ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第四章 触发器 本讲要解决的问题 问题一： 为了记住电路的状态，需要什么电子元件？ 4.1 触发器的性质与分类 有两个互补的输出端: Q 和 ,用于指示当前所处的状态。 “1”态时Q端输出高电平，“0”态时Q端输出低电平。 有一组输入信号：通常为1~3个，作用 ：令触发器状态发生转移 有两个稳定状态: “0”状态、“1”状态； 触发器: 具有记忆功能的电子器件。 现态：输入作用前的状态，记作 和 ，简记为 Q 和 。 次态：输入作用后的状态，记作 和 。 4.1.1 触发器的性质 本讲要解决的问题 问题二： 触发器为什么能记住电路的状态？ 4.1.2 基本R-S触发器 1 用与非门构成的基本R-S触发器 电路 逻辑符号 R： 复位（Reset）端 S： 置位（Set）端 4.1 触发器的性质与分类 工作原理 若R = 1、S = 1，则： 只要保持R = 1、S = 1不变，状态将一直保持下去。 若R = 0、S = 1，则： R = 1 S = 1 S = 0 R = 1 S = 1 如果 若R = 1、S = 0，则： 1 R = 1 S = 1 R = 0 0 0 R = 1 S = 1 如果 1 0 若R = 0、S = 0，则： 1 1 0 0 1 1 ? ? 在 R = 0、S = 0期间： 当 返回 R = 1、S = 1 时：状态不确定 保证R-S触发器正常工作必须满足的条件： R 和 S 不能同时为0。 结论： （1） 不论现态是什么， 在 R 端施加低电平能将现态强制性地转换到 “1” 态； 在 S 端施加低电平能将现态强制性地转换到 “0” 态； R 和 S 不能同时施加低电平。 （2） R 和 S端的有效电平为低电平 逻辑功能 R S Qn+1 功能说明 0 0 Ф 不定 0 1 0 置0 1 0 1 置1 1 1 Q 不变 功能表 Q Qn+1 RS=00 RS=01 RS=11 RS=10 0 Ф 0 0 1 1 Ф 0 1 1 状态表 将功能表改写为状态表 次态卡诺图 Qn+1 次态方程： 约束方程： 用状态表描述逻辑功能 特征方程 用特征方程描述逻辑功能 由卡诺图导出次态方程 R S Qn+1 功能说明 0 0 Q 不变 0 1 1 置 1 1 0 0 置0 1 1 Ф 不定 功能表 电路 逻辑符号 （注意小圆圈的位置） 次态方程： 约束方程： 结论： （1） 不论现态是什么， 在 R 端施加高电平能将现态强 制性地转换到 “0” 态； 在 S 端施加高电平能将现态强制性地转换到 “1” 态； R 和 S 不能同时施加高电平。 （2） R 和 S端的有效电平为高电平 2 用或非门构成的基本R-S触发器 基本R-S触发器的缺点： （1） 存在约束关系，操作不便； （2） 对R、S要求严格，要相互配合，准确实时。 改进措施： 先施加好R、S信号，再用另一个统一、标准的信号实施触发。 时钟信号，简称时钟，记为 CP 或 CLK 4.1.3 时钟控制R-S触发器 基本R-S触发器 控制门 工作原理： 当 CP=0 时，G3、G4门被封锁，不管R、S如何变化，G3、G4门都输出1。触发器的状态不会改变。 当 CP=1 时，G3、G4开放，R、S经过G3、G4门反相后，分别施加到G1、G2门。 注意：有效电平变为高电平。 R S Qn+1 功能说明 0 0 Q 不变 0 1 1 置1 1 0 0 置0 1 1 Ф 不定 Q Qn+1 RS=00 RS=01 RS=11 RS=10 0 0 1 Ф 0 1 1 1 Ф 0 钟控R-S触发器的逻辑符号 状态图 注意： （1） R、S 端无小圆圈，即高电平为有效电平； （2） C（钟控端）无小圆圈，即高电平期间CP有效。 钟控R-S触发器的描述 功能表 状态表 逻辑符号 状态图：描述时序逻辑电路的重要工具。 圆圈表示状态，圈中标上状态值。 箭头线表示状态的转移，线旁的值为发生状态转移的条件； 图旁标明各输入变量的名称及组合次序。 次态方程： 约束方程： 结合约束条件，可得到特征方程 由状态表或状态图可作出次态的卡诺图 由卡诺图化简可得到次态方程 钟控R-S触发器的特点：