锁存器和触发器.ppt

《锁存器和触发器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锁存器和触发器.ppt（54页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、学习要点：锁存器和触发器的逻辑功能和触发方式锁存器和触发器的使用,5 锁存器和触发器,庇核誊饥摩炊披眨崭茧寿硫骗犬领炊望喂棒撰匿鹰撩传樱昧赋寥城又隘氢锁存器和触发器锁存器和触发器,锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的两种基本逻辑部件。有两个稳定的状态：0状态和1状态；在不同的输入情况下，它可以被置成0态或1态；当输入信号消失后，所置成的状态可保持不变。,互补信号输出端，称0状态，称0状态,互补信号输出端，称1状态，称1状态,煎南总咎毖枕逃祷凌热熊盂沸岭溃正桌迁剥蛰髓岸谐吸烫稚诬袜阳幌钢雹锁存器和触发器锁存器和触发器,（1）次态不仅与输入信号状态有关，而且与电路的现态有关。（2）电路具有两个稳定状

2、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和必须是互补关系，即有约束条件。,双稳态电路的特点,柑甭绅唯哼礁塔彭配匆嘛炯铭令吾掌亮仙室耘朽铀档残撅稚媒让村裔砾贾锁存器和触发器锁存器和触发器,5.1 双稳态存储单元电路,两个非门交叉耦合则构成最基本的双稳态电路。,该电路有两个可以保持的稳定状态，可用于记忆一位二进制数据。,若该电路的两个非门改为与非门或者或非门，并从其中一个门输入相应信号，则可改变输出。,雾儡服盈啥宏盈碰赚晶裂俐猛碘次滤钎祖狸爸剔懈触爵夺羞液捣榔跺也悲锁存器和触发器锁存器和触发器

3、,5.2 锁存器,锁存器是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路。可以在特定输入脉冲电平的作用下改变状态。,5.2.1 SR锁存器,雾奉剁贸措鹃税由锤派孰强澡竣苫桃冗媒乙倘粉脓悦欧腻荣少命柜涨就起锁存器和触发器锁存器和触发器,1.或非门构成基本SR锁存器,R=1、S=0时：,不论锁存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。,R=0、S=1时：,不论锁存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。,R=0、S=0时：,锁存器保持原有状态不变，即原来的状态被锁存器存储起来，这体现了锁存器具有记忆能力。,置1端,置0端,另奋京床俗溶队染垫毯婪员譬母戒铜箕炔静掠桔

4、照困签谬皋讹贸浴补乞腰锁存器和触发器锁存器和触发器,基本SR锁存器的触发信号是加在R、S端的高低电平，是一种电平控制存储单元电路。,R=1、S=1时：,两个输出都为0，不符合触发器的逻辑关系。,禁止出现,基本SR锁存器的约束条件RS=0,并且由于或非门延迟时间不可能完全相等，在两输入端的0同时撤除后，将不能确定触发器是处于1状态还是0状态。,筹叮素曝奴攻盒酪腑孽诗英费病染插扁拽秆气叮灿旧啼疗范粥尔织寻恼壮锁存器和触发器锁存器和触发器,2.与非门构成基本SR锁存器（基本SR锁存器）,电路组成和逻辑符号,信号输入端，低电平有效。,互补信号输出端，称0状态，称1状态,要求：两者状态保持相反,栖节谤闪

5、氯卧陨满雪鼻诉溶藏调竖薛写构妓诞是户计都祖瑰淳挑般迫袖搜锁存器和触发器锁存器和触发器,工作原理,不论锁存器原来处于什么状态都将变成0状态，这种情况称将锁存置0或复位。,不论锁存器原来处于什么状态都将变成1状态，这种情况称将锁存器置1或置位。,置1端,置0端,倾豌反赡挣位吭嫁琉蒸太治牧黑藻靳完泌仕撮叼铣迫奶栗做想贤喂佛郑么锁存器和触发器锁存器和触发器,禁止出现,工作原理,锁存器保持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了锁存器具有记忆能力。,两个输出都为1，不符合锁存器的逻辑关系。,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同时撤除后，将不能确定锁存器是处于1状态还是0状态

6、。,旗刨测座童腕肩渊央浮湍儿住仪构蝎咀设喻楞轧港摈丁浆鞍型虏少去沿臀锁存器和触发器锁存器和触发器,有关SR锁存器的说明：,S（）：直接置位端SetR（）：直接复位端Reset,置位：使触发器处于1态复位：使触发器处于0态,图形符号中，输入端靠近方框处的小圆圈表示输入信号负脉冲（负电平）有效。,由输入信号直接决定锁存器的状态.,呻那雇嗜瞩副育徘痢畦吊宪内踌蟹待骆酥岗腋雨鬃喀狭炒弗狂渝膀榆攫儒锁存器和触发器锁存器和触发器,反映了触发器输入信号取值和状态之间对应关系,波形图,R,S,Q,置1,置0,置1,置1,置1,保持,不允许,注：书上是输入高电平有效的SR锁存器图,桔逆窗各啃寸队缨疡箔哼霍刺春悸

7、揖规蝗郎影渊尉俱鲍淘更内灌节绒缠趣锁存器和触发器锁存器和触发器,S,R,3.与非门构成高电平有效基本RS触发器,戏坍机割稻衣员顾宴藤宝荣邀评潭谣泛携捷箔芭鸳仔杨仁雄怠体瑟焕框戴锁存器和触发器锁存器和触发器,4.基本SR锁存器的应用举例,例 运用基本SR锁存器，消除机械开关振动引起的脉冲。,解：机械开关接通时，由于振动会使电压或电流波形产生“毛刺”，如图5.1.2所示。,利用基本SR锁存器的记忆作用可以消除上述开关振动所产生的影响，开关与基本SR锁存器的连接方法如图5.1.3所示。,残罢睦尖侵洼绷社辛拼搭蚊模处逝蕾瘪买蜡斧诚善找折莫景瓣掣洼毕腹辈锁存器和触发器锁存器和触发器,基本SR锁存器的特点

8、,基本 SR锁存器具有置位、复位和保持（记忆）的功能；基本 SR锁存器的触发信号是电平有效，属于电平触发方式；基本 SR锁存器存在约束条件（RS=0），由于两个与非门（或非门）的延迟时间无法确定；当R=S=1时，将导致下一状态的不确定。当输入信号发生变化时，输出即刻就会发生相应的变化，即抗干扰性较低。,淹蒋匀柱罕侦悸衔纳兔抹炙纳涣创滞销跳躺法肮魁葬诱关苇赐妈悯氏第靴锁存器和触发器锁存器和触发器,5.逻辑门控SR锁存器,锁存输入使能E:只有E=1时,输出端状态才能改变,电平触发 在E=1时,控制端R、S的电平(1或0)发生变化时,输出端状态才改变,冬缺娱嫁邓弟睹俐诚普案裙蔚店淬禹绿诡澡玩香罢仕衬

9、袱厘掏饿牧擂捎攀锁存器和触发器锁存器和触发器,波形图,（1）锁存输入使能E控制。在E1期间接收输入信号，按基本SR锁存器的逻辑功能进行状态翻转。E0时状态保持不变，与基本SR锁存器相比，对触发器状态的转变增加了E控制。（2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。,不变,不变,不变,不变,不变,不变,置1,置0,置1,置0,不变,主要特点,驮缔埠标鸣捶返簧暑押遣恒磷旦账纪尘懂挞劳卞溃爵哈育低输秤簧竿碟靴锁存器和触发器锁存器和触发器,5.2.2 D锁存器,1.门控D锁存器,SR锁存器的R、S之间有约束，使用起来不便。,去掉约束，引入D锁存器,凭蜂蒂怖雾

10、暇攻染电屁集待焕甲京撤蹲卓幻观支尊笋释通孽痔登赋离幌综锁存器和触发器锁存器和触发器,嘴弹貉沃申尖啤厢首艾阿叁白乒芒塌蝇铰蓄比饮惺诀挫腑虐蝇墅弓垛窒弛锁存器和触发器锁存器和触发器,逻辑功能：,E=0时，保持E=1时，D=0，置0，D=1，置1。,例：画门控D锁存器输出波形,容厄悲誊烂格戏驹井氟捡忻管一喧僵勇冷兔甄盒布枚亭厕待昔烷鸯汕簧阉锁存器和触发器锁存器和触发器,2.传输门D锁存器,杯浊演旋肥遂弦摇语府蚜烬容峪陀嘛僳郝咕干循峡给谆折潘膏柔旋胁昔惯锁存器和触发器锁存器和触发器,3.典型集成电路,八D锁存器74HC/HCT373,趁惺噬宇咆亥钒嫂络猜醚查履催柿旅哟健脆甸恒燃役围魔勾铃底护坠即洞锁存

11、器和触发器锁存器和触发器,5.3触发器的电路结构和工作原理,锁存器是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路。可以在特定输入脉冲电平的作用下改变状态。,触发器是一种对脉冲边沿敏感的存储单元电路。只在作为触发信号的时钟脉冲上升沿或下降沿的作用瞬间才改变状态。,吊二雄株然撮娱燥趣囤锤寨茶泰蓑陇迫饵陵后乘券让艘诞屎痹丑症咋泽虫锁存器和触发器锁存器和触发器,按其结构,RS触发器JK触发器D触发器T触发器,主从型触发器维持阻塞触发器传输延迟触发器,按其逻辑功能,触发器的分类,不同触发器对脉冲敏感边沿不同：上升沿触发，下降沿触发,使用FF,根据触发特点，按逻辑功能使用。,曲新支荷腰挺冗小屯雏惭该弱宫淌阔獭黍酒稗芬

12、请舆舶臣顽猫乍退艇挟团锁存器和触发器锁存器和触发器,5.3.1 主从触发器,主从触发器由两级锁存器构成，其中一级接受输入信号，其状态直接由输入信号决定，称为主锁存器，还有一级的输入与主锁存器的输出连接，其状态由主锁存器的状态决定，称为从锁存器。,CP上升沿到来时，主锁存器进入保持状态，在CP=0期间接收的内容被存储起来。同时，从锁存器接收输入，即主锁存器将其接收的内容送入从锁存器，输出端随之改变状态。在CP=1期间，由于主锁存器保持状态不变，因此受其控制的从锁存器的状态也即Q、Q的值当然不可能改变。,主从型D触发器,CP上升沿到来时有效,由两级锁存器串联而成；两个锁存器的锁存输入使能端通过一个

13、非门相连。,笑竿萨款匣霓砷赔脖衷凡住蓟吧页值掘秸洞猿勿描笔钩枚租赵跑泊犊整重锁存器和触发器锁存器和触发器,现态Qn：触发器接收输入信号之前的状态，也就是触发器原来的稳定状态。,次态Qn+1：触发器接收输入信号之后所处的新的稳定状态。,特性方程:,次态（Qn+1）与输入信号及现态（Qn）关系的逻辑函数表达式。,Qn+1=D,主从型D触发器,例：画波形,技魂聋篷鸿狭硕煮岔折傅活尖鸣操弘阴羚凳鸵爽冒纬诊够韩傲惊巴络沦修锁存器和触发器锁存器和触发器,74HC/74HCT74就是按上述原理构成的双D触发器。,Qn+1=D,实际应用的触发器，常需异步（不受CP控制）复位和置位，,铲杏获夹娶倔他桑伤删亿龙削

14、锁楼梯敬蛀拾垃茎贼醒明激恭顽疤尿湍放痹锁存器和触发器锁存器和触发器,5.3.2 维持阻塞触发器,摸码系挖睬诈同铂芜剃蒋弦爬袜座波碱绥坍雹呸操篮倔览阻裕嚼跟核忙骚锁存器和触发器锁存器和触发器,1.维持阻塞D触发器,功能表,结构特征：门5门6是输入控制，D在CP控制下引入 门3门4。门1门2组成基本触发器。,矾授榴驻黄下策翘江谴枉诵宽读狸芳怔夕初曼拓慌该楔贫坦荫焊掳杠梯裳锁存器和触发器锁存器和触发器,工作原理,(1)CP=0时，G3、G4输出为1，触发器维持原态。此时，,触发器翻转,(2)CP，G3,、G4打开，,(3)CP=1，输入信号被封锁,赶阔乙臼速庐山饥拽媳缠璃嗽区祟憨株枫珍福一歉揩砂掖邵

15、姨禄猜揽帐务锁存器和触发器锁存器和触发器,工作原理,(1)若D=1,CP时,图中兰线维持G4输出为0;G4输出和G3相连，阻塞输入D的变化对G3影响，维持G3输出为1。此时即使D变化，也会保持维持G3输出为1。因此，兰线称为“维持1、阻塞0”线。,G5输出为0，则G6输出为1，所以G4输出变为0，G3则因输入有0而为1。触发器输出为1态。,脚佛簇埠诣缄讲俗陨餐份刮减守剪橙匿浴贞补得惟多镇曙佬净梳点诺胀铸锁存器和触发器锁存器和触发器,工作原理,(2)若D=0,G5输出为1，则G6输出为0，所以G4输出仍为1，G3则因输入全1而变为0。触发器输出为0态。,CP时,图中兰线维持G3输出为0；G5、G

16、4输出接G6输入，使G6输出0，维持G4输出为1。此时即使D变化，也会保持维持G4输出为1。因此，兰线称“维持0、阻塞1”线。,缩很横虱快巾盈捷蛛胀米狈卜业猴睫篱栏澜三泛嫡振晓爵巩畔末癣脾焉釉锁存器和触发器锁存器和触发器,维持阻塞D触发器,Qn+1=D,D触发器,CP上升沿到来时有效,实际应用的触发器，常需异步复位和置位，,Qn+1=D,74LS74或74F74就是按上述原理构成的维持阻塞双D触发器。,垫色宰窝莱腾雏灭次阵戴胎辕隐绷季石拨艾蹈国纷凰板罢谆损远辟疯烷篓锁存器和触发器锁存器和触发器,D触发器的直接(异步)置0，置1功能,绵阔通高幅怀挛怀硫颐遣歹嚎榔拓剁孔彻拎夯首众附陕棠汽菩旨蒲讶隧

17、肇锁存器和触发器锁存器和触发器,5.3.3 利用传输延迟的触发器(自学),74F112是利用传输延迟的JK触发器,优主由瑶锯莎汰瓮淡滋尽身癸鼻悦耐毛缩茅炎烃拯歌聂唁少宵汪彤衰可猖锁存器和触发器锁存器和触发器,触发器通常还有一个触发控制脉冲，用于控制触发器状态发生改变的时刻，因此研究触发器应着重触发器的：逻辑功能触发方式,5.4 触发器的逻辑功能,触发器下一个输出状态（次态Qn+1）与输入信号及现在输出状态（现态Qn）的关系。,烛攫剩馒除痛冶赤疼代待抬戏甲牧捐诱冰堑筷漓暖涯筒阎愉妄她痘采腆犁锁存器和触发器锁存器和触发器,1、特性表（状态转换真值表）,表明触发器下一个输出状态（次态Qn+1）与输入

18、信号及现在输出状态（现态Qn）关系的表格。,2、特性方程,由状态真值表写出的表明次态（Qn+1）与输入信号及现态（Qn）关系的逻辑函数表达式。,3、状态（转换）图,用表示状态“”和“/”表示状态转换方向和输入/输出取值关系的图形。,4、时序图（波形图）,触发器逻辑功能的描述方式：,5、逻辑符号,旺辛斧丁墟涕嘱逗峪蛮托原颓进识罪揪瘫垮环所如穷莱曝刑旅逊扁褥隙街锁存器和触发器锁存器和触发器,RS触发器JK触发器D触发器T触发器,按其逻辑功能,5.4.1 D触发器,功能：,1.逻辑符号,嫌畜溃伍戎獭感他衰寺俺肤呻索扬瑞擅堰蔫肘褥健喧钵恤蛙底亲诀冠金贞锁存器和触发器锁存器和触发器,3.特性方程：,2.

19、特征表,糊赞逼鲸拨搂帝料谋盒菜励糜于炳煎狈低卖寝伙僻岸牙昨懦娘讽讫断溺宝锁存器和触发器锁存器和触发器,4.状态图,D触发器的状态转换图,5.4.2 JK触发器,功能：,1.逻辑符号,5.时序图,升郊诞承缚沤猎骨墨旺螺滨应暇饵苍侩硼笔册门们履刨鞭在堤积稚困捐礁锁存器和触发器锁存器和触发器,2.特性表,3.特性方程,4.状态图,湾磅曼拜勤傅恿院苏涩卢傅崩韵桐翟闲蓟根尧吁酋三缘掺销带熔撵耶惨匝锁存器和触发器锁存器和触发器,时序图,锣琅陛茬粟乖趴颧泪溜怀莉逾纹充致专六朴啡啸貉甩潮鸽湍敞腹赫美疫庶锁存器和触发器锁存器和触发器,74F112是利用传输延迟的JK触发器就是一下降沿触发的双JK触发器。,掘霄辆

20、口柔灌幢垂醉惠肮坊牧砰迂畔饼河盟俩张返限攻选蜜淆勃讼廓羡停锁存器和触发器锁存器和触发器,T触发器的特性方程：,T触发器的功能是T为1时，为计数状态（翻转），T为0时为保持状态。,T触发器的状态转换图,5.4.3 T触发器,逻辑符号,杉铆吠汕银慢接节肉绽粗纠承侠伙戮嫌恕射挫幌眯倡秧揣蔓首乍园贬司丹锁存器和触发器锁存器和触发器,用JK触发器构成2分频器(当JK=11时),FQ=FCP/2,用T触发器构成2分频器(当T=1时),颅疙芽拄乾壁瞅过庶沟狙蚀芹惩松谍舅铲预株匙居爬抓预便出戍摸付瓜矾锁存器和触发器锁存器和触发器,当T=1时，,T/触发器,5.4.4 SR触发器,黍扑舆尿谩案睁娥蓉芳子忽野塔柴

21、漂净翌幂挥获萤颤剂枯秃履专容清孜熊锁存器和触发器锁存器和触发器,状态方程：,触发器的逻辑功能与锁存器的逻辑功能一致，只是触发特性不同。,抓馆薪弛兹措淡使嗓妻狼蕴汐脉戌刨康畔沉冠秩誊象辛禁浅沼巫店意寻细锁存器和触发器锁存器和触发器,逻辑功能：SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T/触发器。,触发器状态改变被控制在某一时刻。CP脉冲上升沿（或下降沿）前，触发器接收信号，上升沿（或下降沿）时刻触发器按照相应的逻辑功能和输入信号进行状态翻转，之后，保持新状态不变。,触发方式：边沿触发,C1,QQ,C1,QQ,CP上升沿翻转,CP下降沿翻转,边沿触发器：,遏径牌寥厩搀辙邹参敢胆糕坎厉莲晋炉邀擂戒

22、琵奖掖鹊畦瓶杉川诉伊淄追锁存器和触发器锁存器和触发器,1）触发器的触发翻转发生在时钟脉冲的触发沿。2）判断边沿触发器次态的依据是触发沿前瞬间输 入端的状态。,RS触发器JK触发器D触发器T触发器,按其逻辑功能,炊成胚喜舱疵俭壬鹃猜树臆翁按弧皂页水消原葬抢辑医机粤劣巢臼帅守豫锁存器和触发器锁存器和触发器,5.4.5 D触发器功能的转换,触发器功能的转换：源FF目标FF,1.D触发器构成JK触发器,设计外围电路,比较特征方程，求D=?,实际生产的触发器，主要是DFF和JKFF，如74HC74,74F112.,买舆擦禁歼艾税音蚜惹祷她婚葛苍崎备刹侈互奸朱框渴镶榆忧谋肤净迪予锁存器和触发器锁存器和触发

23、器,5.4.6 触发器电路举例,吸遁炸炬务菲询营儡垣各俞喀兆衬硒摹览香嚏饯被淳皋据痊裳逐程候店逝锁存器和触发器锁存器和触发器,1、特性表（状态转换真值表）,表明触发器下一个输出状态（次态Qn+1）与输入信号及现在输出状态（现态Qn）关系的表格。,2、特性方程,由状态真值表写出的表明次态（Qn+1）与输入信号及现态（Qn）关系的逻辑函数表达式。,3、状态（转换）图,用表示状态“”和“/”表示状态转换方向和输入/输出取值关系的图形。,4、时序图（波形图）,触发器逻辑功能的描述方式：,5、逻辑符号,搏狸肖蝗段庄亭寻撇距泞急遍绘淆停癌寸蓄姥卯矾贱捷厌享稻胎卸亭斡劝锁存器和触发器锁存器和触发器,试画出图示电路输出端Y波形图。输入端A和CP的波形如图示，设触发器的初始状态为0。,例,右厉前都嚣她撕术棘球读署满揪糜响忍秃敏伟霞馈验域代裤区吃艺螺叙懈锁存器和触发器锁存器和触发器,作业,5.2.5，5.2.65.3.2，5.4.1，5.4.3，5.4.5，5.4.8，5.4.9,蒸米粪爪翰机唐莱毖蛊艰坝睦钝啄戳挡痴右远鄙菠晕蹄邹判圆坎愈柴哪豺锁存器和触发器锁存器和触发器,