[理學(xué)]數(shù)電第四章(已修改)
2024-12-20 00:53 本頁面
【正文】 第四章 觸發(fā)器 （ FlipFlop） ? 基本 RS觸發(fā)器 ? 同 步 觸 發(fā) 器 ? 主 從 觸 發(fā) 器 ? 邊 沿 觸 發(fā) 器 ? 觸發(fā)器的類型轉(zhuǎn)換 在數(shù)字系統(tǒng)中，不但要對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，而且需要將運(yùn)算結(jié)果保存起來，這就需要具有 記憶功能 的邏輯單元器件。 2. 按照 結(jié)構(gòu)形式 的不同，又可分為 基本觸發(fā)器 、 同步觸發(fā)器 、 主從觸發(fā)器 和 邊沿觸發(fā)器 。 1. 根據(jù) 邏輯功能 的不同特點(diǎn)，觸發(fā)器可以分為 RS觸發(fā)器 、 D觸發(fā)器 、 JK觸發(fā)器 、 T和 T/觸發(fā)器 ； 二、分類 具有記憶、存儲(chǔ)信息功能的單元邏輯電路，叫做 觸發(fā)器 。 一、定義 觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本邏輯部件。 3. 而且 輸入信號(hào)消失之后 ，觸發(fā)器能夠?qū)⑺⑵饋淼男?狀態(tài)長期保存 。所以，觸發(fā)器可以記憶 1位的二進(jìn)制數(shù)制信號(hào)。 2. 在輸入信號(hào)的作用下 ，“ 0” 和“ 1” 這兩個(gè)穩(wěn)定 狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)換 ； 1. 觸發(fā)器具有 兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài) ：“ 0” 狀態(tài)和“ 1” 狀態(tài)，分別用來表示二進(jìn)制數(shù)的 0和 1； 三、特點(diǎn) 167。 41 基本 RS觸發(fā)器 一、與非門組成的基本 RS觸發(fā)器 它與組合邏輯電路的根本區(qū)別在于， 電路中存在反饋 。 圖 — 1所示的基本 RS觸發(fā)器是 由輸入端和輸出端交叉耦合的兩個(gè)與非門構(gòu)成 。 1. 電路結(jié)構(gòu) 圖 — 1 2. 邏輯符號(hào) 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)如 圖 — 2所示。 圖 — 2 Ⅰ . 兩個(gè) 輸入端 SR、① . 稱為 置“ 1” 輸入端 （ 置位端 ） ； ② . 稱為 置“ 0” 輸入端 （ 復(fù)位端 ） ； ③ . 均為 低電平輸入有效 。 SRⅡ . 兩個(gè) 輸出端 、 ① . 正常情況下， 的輸出是 互反 的。 ② . 稱為觸發(fā)器的 “ 1” 狀態(tài)，簡稱為 “ 1” 態(tài) ； ③ . 稱為 觸發(fā)器的 “ 0” 狀態(tài)，簡稱為 “ 0” 態(tài) 。 、 1 0 ? ?、 0 1 ? ?、 由圖 — 2可知 3. 邏輯功能分析 Ⅰ . 當(dāng) 時(shí)， ，即觸發(fā)器處于 “ 0” 態(tài) ，稱為置“ 0” 功能 。 01RS ? 0 1 ? ?、 當(dāng) 時(shí)，觸發(fā)器 保持“ 0” 態(tài)不變 。 RS ?11① . 違背了 輸出 互反 的原則； ② . 并且由于兩個(gè)與非門的延遲時(shí)間不可能完全相等，當(dāng) 同時(shí)由 時(shí)，觸發(fā)器不知是保持“ 1” 態(tài)，還是保持“ 0” 態(tài)，稱為 不定狀態(tài) 。 ③ . 所以 觸發(fā)器不允許這種情況出現(xiàn)，這也就是基本 RS觸發(fā)器的約束條件 。 Q Q、 RS、 0 1?Ⅱ . 當(dāng) 時(shí)， ，即觸發(fā)器處于 “ 1” 態(tài) ，稱為置“ 1” 功能 。 10RS ? 1 0 ? ?、 當(dāng) 時(shí)，觸發(fā)器 保持“ 1” 態(tài)不變 。 11RS ?Ⅲ . 由上述分析可知，當(dāng) 時(shí)， 觸發(fā)器總是保持原狀態(tài)不變 ，稱為 保持功能 。 11RS ?Ⅳ . 當(dāng) 時(shí)， 。 1Q Q??00RS ? 4. 真值表 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的真值表如 表 — 1所示。 表 — 1 由上述分析可知， 觸發(fā)器的次態(tài) 不僅 與輸入信號(hào)有關(guān) ，也與觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài) 有關(guān) 。 1nQ?nQ 下面介紹觸發(fā)器邏輯功能的幾種表示方法。 次態(tài)： 觸發(fā)器在輸入信號(hào)作用之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài) ，稱為觸發(fā)器的次態(tài)，用 來表示。 1nQ?現(xiàn)態(tài)： 觸發(fā)器在輸入信號(hào)作用之前所處的狀態(tài) ，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)，用 來表示。 nQ 5. 觸發(fā)器邏輯功能的表示方法 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的特性表如 表 — 2所示。 我們把用來描述觸發(fā)器的 次態(tài) 與 輸入信號(hào) ，以及觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài) 之間相互關(guān)系的表格 稱為特性表。 nQ1nQ?Ⅰ . 特性表 表 — 2 我們把用來描述觸發(fā)器的 次態(tài) 與 輸入信號(hào) ，以及觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài) 之間相互關(guān)系的卡諾圖 ，稱為觸發(fā)器的次態(tài)卡諾圖。 1nQ?nQⅡ . 次態(tài)卡諾圖 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的次態(tài)卡諾圖如 圖 — 3所示。 圖 — 3 Ⅲ . 特性方程 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的特性方程為 11 0 nnSRRSRS? ??? ???????約 束 條 件 我們把用來描述觸發(fā)器的 次態(tài) 與 輸入信號(hào) ，以及觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài) 之間相互關(guān)系的 邏輯函數(shù)表達(dá)式，稱為觸發(fā)器的特性方程。 nQ1nQ? 激勵(lì)表是 用表格的形式來表示 觸發(fā)器從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài) 或 狀態(tài)保持不變時(shí) ，對 輸入信號(hào) （ 激勵(lì)信號(hào) ） 的要求 。 Ⅳ . 激勵(lì)表 （ 驅(qū)動(dòng)表 ） 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的激勵(lì)表如 表 — 3所示。 表 — 3 Ⅴ . 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是 用圖形的方式來表示 觸發(fā)器從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài) 或 狀態(tài)保持不變時(shí) ，對 輸入信號(hào)的要求 。 用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如 圖 — 4所示。 圖 — 4 Ⅵ . 波形圖 （ 時(shí)序圖 ） 例 在用與非門組成的基本 RS觸發(fā)器中，設(shè)初始狀態(tài)為 0，已知輸入 的波形圖，畫出兩輸出端的波形圖。 RS、 反映觸發(fā)器輸入信號(hào)的取值 和 狀態(tài)之間對應(yīng)關(guān)系 的圖形稱為波形圖，又稱為時(shí)序圖。 二、或非門組成的基本 RS觸發(fā)器 圖 — 1所示的基本 RS觸發(fā)器是 由輸入端和輸出端交叉耦合的兩個(gè)或非門構(gòu)成 。 1. 電路結(jié)構(gòu)
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