第 四 章 触 发 器教案 教学大纲 教学课件.docx

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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G3、G4，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，G3、G4被封锁，都输出1，触发器的状态保持不变，当CP=1时,G3,G4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1↓0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　　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４.２.８　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、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４.３.２

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