第 四 章 触 发 器教案 教学大纲 教学课件.docx

1、第 四 章 触 发 器教案 教学大纲 教学课件第 四 章 触 发 器 教学要求： 了解触发器的分类，电路结构及其动作特点； 掌握各触发器的逻辑功能及其描述方法； 了解各触发器动态特性。 教学重点： 触发器电路结构及其动作特点。 触发器逻辑功能与结构类型的关系。 触发器逻辑功能及其描述方法，特性方程，波形图。4.1 概述 一、触发器的概念 复习：组合电路的定义？构成其电路的门电路有何特点？组合电路与时序电路的区别？门电路：在某一时刻的输出信号完全取决于该时刻的输入信号，没有记忆作用。触发器：具有记忆功能的基本逻辑电路，能存储二进制信息（数字信息）。触发器有三个基本特性：（ 1 ）有两个稳态，可分

2、别表示二进制数码 0 和 1 ，无外触发时可维持稳态； （ 2 ）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转）， 已转换的稳定状态可长期保持下来，这就使得触发器能够记忆二进制信息，常用作二进制存储单元。 4.2 触发器的基本形式 4.2.1 基本 RS 触发器 一、由与非门组成的基本 RS 触发器 1 电路结构 电路组成：两个与非门输入和输出交叉耦合（反馈延时）。如图 4.2.1 （ a ）所示。逻辑符号：图（ b ）所示。2 逻辑功能 复习：与非门的逻辑功能？ 工作原理。（边分析边列特性表。以下文字不写板书。） 表 4.2.1 与非门组成的基本 RS 触发器的特性表 二、由或非门组成的基本 RS

3、触发器电路构成：两个或非门的输入和输出交叉耦合而成，图 4.2.2 （ a ）所示。逻辑符号：图（ b ）所示。 提问：或非门的逻辑功能？ 工作原理 在与非门实现的基本 RS 触发器的基础上稍作变化。 或非门组成的基本 RS 触发器的特性表 4.2.2 同步触发器 为何要用同步触发器？基本 RS 触发器的触发方式： 端的输入信号直接控制。（电平直接触发） 在实际工作中，要求触发器按一定的节拍翻转。措施：加入时钟控制端 CP ，触发器的状态翻转按 CP 节拍。同步触发器（时钟触发器或钟控触发器）：具有时钟脉冲 CP 控制的触发器。CP ：控制时序电路工作节奏的固定频率的脉冲信号，一般是矩形波。同

4、步：因为触发器状态的改变与时钟脉冲同步。同步触发器的翻转时刻：受 CP 控制触发器翻转到何种状态：由输入信号决定 一、同步 RS 触发器 1 电路结构 基本 RS 触发器 + 两个钟控门 G 3 、 G 4 ，如图 4.2.3 （ a ）所示。逻辑符号：图（ b ）所示。钟控端（ CP 端）：时钟脉冲输入端。 2 逻辑功能 工作原理。（边分析边列特性表。以下文字不写板书。） 当 CP 0 时， G 3 、 G 4 被封锁，都输出 1 ，触发器的状态保持不变，当CP=1时,G 3 ,G 4 解除封锁.二、同步 D 触发器 1 电路结构为了避免同步 RS 触发器出现 R=S=1 的情况，可在 R

5、和 S 之间接入非门 G5 ，如图 4.2.6（ a ）所示。逻辑符号：图 4.2.6 （ b ）所示。 4.2.3 主从触发器1 主从触发器与边沿触发器同样可以克服空翻。 2 结构：主从结构。内部有相对称的主触发器和从触发器。3 触发方式：主从式。 主、从两个触发器分别工作在 CP 两个不同的时区内。总体效果上与边沿触发方式相同。 状态更新的时刻只发生在 CP 信号的上升沿或下降沿。4 优点： 在 CP 的每个周期内触发器的状态只可能变化一次， 能提高触发器的工作可靠性。主从触发器是在同步 RS 触发器的基础上发展出来的。 各种逻辑功能的触发器都有主从触发方式的，即：主从 RS 触发器、主从

6、 JK 触发器、主从 D 触发器、主从 T 触发器、主从 T 触发器。 一 主从 RS 触发器 （一）、电路结构由两个同步 RS 触发器串联组成的，上面的为 从触发器 、下面的为 主触发器 。G 门的作用是将 CP 反相为 ，使主、从两个触发器分别工作在两个不同的时区内。 （二）、逻辑功能 1 当 CP 1 时， 0 ，从触发器被封锁，保持原状态不变。 主触发器工作，接收 R 、 S 信号，主触发器的状态按 RS 逻辑功能更新。 2 当 CP 由 10 时，即 CP 0 、 1 。主触发器被封锁，不受 R 、 S 端输入信号的控制，且保持原状态不变。从触发器跟随主触发器的状态翻转。 图 4.2

7、.7主从 RS触发器的逻辑图和逻辑符号(a)逻辑图 (b)逻辑符号二 主从 JK 触发器 （一）、电路结构 逻辑符号中 “” ：表示主从触发输出。 （二）、逻辑功能 （ CP 下降沿到来有效） （ a ）描述方法：逻辑符号、特性表、驱动表、特性方程 (1) 逻辑符号 加小圆圈：表示下降沿有效触发 不加小圆圈：表示上升沿有效触发 图中 “” 表示主从触发输出。 (2) 特性表 4.2.4 边沿 JK 触发器 一、电路结构 逻辑符号中 “cp ” 表示边沿触发输入。 加小圆圈：表示下降沿有效触发 不加小圆圈：表示上升沿有效触发 图.TTL边沿触发器的逻辑图和逻辑符号(a)逻辑图 (b)逻辑符号二、

8、逻辑功能 4-3 触发器逻辑功能的描述触发器的逻辑功能描述： 特性表、激励表（又称驱动表）、特性方程、状态转换图和波形图（又称时序图）、触发器的分类：根据 逻辑功能不同： RS 触发器、 D 触发器、 JK 触发器、 T 触发器和T触发器等。触发方式不同：电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。 电路结构不同：基本 RS 触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器等。 一 RS 触发器 1. 表 4.3.1 同步 RS 触发器的特性表 2 驱动表 表 4.3.2 同步 RS 触发器的驱动表 3 特性方程 图 4.3.1 4 状态转换图 触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状不

9、变时，对输入信号（ R 、 S ）提出的要求。根据驱动表可画出状态转换图。 圆圈：触发器的稳定状态 箭头：在 CP 作用下状态转换的情况 标注的 R 、 S 值：触发器状态转换的条件。二 .JK 触发器 1.JK 触发器的驱动表 图.三 . D 触发器 根据特性表可得到在 CP 1 时的同步 D 触发器的驱动表。同步 D 触发器的驱动表 四、 JK 触发器构成的 T 触发器和 T 触发器 T 触发器：具有保持和翻转功能的触发器。 T 触发器：只具有翻转功能的触发器。 1 JK 触发器 T 触发器令 JK 触发器的 J=K=T T 触发器特性方程 本章小结 一、触发器 就是具有这种记忆能力的基本

10、单元电路，触发器按逻辑功能可分为 R-S 触发器，D 触发器、 J-K 触发器及T 触发器。 二、各触发器的特点 ： 1 基本 R-S 触发器 ：由与非门组成，用负脉冲触发；由或非门组成，用正脉冲触发。 2 时钟 R-S 触发器、时钟 D 触发器 等同步触发器只有当触发信号出现时，触发器才动作，至于触发器输出为何种状态仍由触发器输入端的状态决定；用电平触发。 3 TTL 主从 R-S 触发器和主从 J-K 触发器 中的主触发器和从触发器都为同步 R-S 触发器，它们分别工作在时钟脉冲CP 的不同时区内，常用负脉冲触发。 4 TTL 边沿触发器 有维持阻塞 D 触发器和边沿 J-K 触发器，前者常用 CP 上升沿触发，后者常用 CP 下降沿触发。 三、各类触发器的功能： 1 R-S 触发器：具有置 0 、置 1 、保持功能。 2 D 触发器：具有置 0 、置 1 功能。 3 J-K 触发器：具有置 0 、置 1 、保持、翻转功能。 4 T 触发器：具有保持、翻转功能。 5 T/ 触发器：具有翻转功能。 四、 描写触发器逻辑功能的方法 主要有特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波形图 ( 又称时序图 ) 等。 五、 不同功能的时钟触发器之间可以相互转换