基本概念:
觸發(fā)—時鐘脈沖邊沿作用下的狀態(tài)刷新稱為觸發(fā)。
觸發(fā)器—具有觸發(fā)功能的存儲單元稱為觸發(fā)器。
觸發(fā)器分類—主從觸發(fā)器、維持-阻塞觸發(fā)器、延遲觸發(fā)器。
觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)
現(xiàn)態(tài):觸發(fā)器在有效信號作用前的狀態(tài)。Qn或Q
次態(tài):觸發(fā)器在有效信號作用后的狀態(tài)。Qn+1
觸發(fā)器的功能描述
功能表 ( 特性表、真值表)、狀態(tài)圖、特性方程(邏輯函數(shù)表達式)、時序圖(波形圖)
觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理
主從D觸發(fā)器:
1、電路結(jié)構(gòu):
由兩個結(jié)構(gòu)相同D鎖存器組成:主鎖存器與從鎖存器。
TG1和TG4的工作狀態(tài)相同;TG2和TG3的工作狀態(tài)相同。
2、工作原理:
CP=0時:
/C=1,C=0,
TG1導(dǎo)通,TG2斷開——輸入信號D 送入主鎖存器。Q'跟隨D端的狀態(tài)變化,使Q'=D。
TG3斷開,TG4導(dǎo)通——從鎖存器維持在原來的狀態(tài)不變。
CP=1時:
/C=0,C=1,
TG1斷開,TG2導(dǎo)通——輸入信號D不能 送入主鎖存器。主鎖存器維持原態(tài)不變。
TG3開導(dǎo)通,TG4斷——從鎖存器Q¢的信號送Q端。
觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于CP信號上升沿到達前瞬間的D信號 .
3. 波形圖:
在波形圖時,應(yīng)注意以下兩點:
(1)觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在CP的上升沿。
(2)判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CP上升沿前一瞬間輸入端D的狀態(tài)。
主D觸發(fā)器波形圖
4. 典型集成電路:
74HC/HCT74 中D觸發(fā)器的邏輯圖:
邏輯圖
74HC/HCT74的功能表:
具有直接置1、直接置0,正邊沿觸發(fā)的D功能觸發(fā)器
功能表
維持-阻塞觸發(fā)器:
1. 電路結(jié)構(gòu):
由3個基本SR觸發(fā)器組成
2.工作原理:
CP=0時:
CP:0 -->1時:
在CP脈沖的上升沿,觸法器按此前的D信號刷新
工作原理
CP=1時:
D信號不影響 /S ,/R的狀態(tài),Q的狀態(tài)不變
在CP脈沖的上升沿到來瞬間使觸發(fā)器的狀態(tài)變化
CP=1
3. 典型集成電路-----74LS74
傳輸延遲觸發(fā)器:
觸發(fā)器的動態(tài)特性
動態(tài)特性反映其觸發(fā)器對輸入信號和時鐘信號間的時間要求,以及輸出狀態(tài)對時鐘信號響應(yīng)的延遲時間。
建立時間tSU :保證與D 相關(guān)的電路建立起穩(wěn)定的狀態(tài),使觸發(fā)器狀態(tài)得到正確的轉(zhuǎn)換。
保持時間tH :保證D狀態(tài)可靠地傳送到Q。
觸發(fā)脈沖寬度tW :保證內(nèi)部各門正確翻轉(zhuǎn)。
傳輸延遲時間tPLH和tPHL :時鐘脈沖CP上升沿至輸出端新狀態(tài)穩(wěn)定建立起來的時間。
最高觸發(fā)頻率fcmax :觸發(fā)器內(nèi)部都要完成一系列動作,需 要一定的時間延遲,所以對于CP
最高工作頻率有一個限制。
觸發(fā)器的功能
觸發(fā)器的邏輯功能:
S—R鎖存器: 保持、置1、置0
D觸發(fā)器(數(shù)據(jù)鎖存): 置1、置0
JK觸發(fā)器:保持、置1、置0、翻轉(zhuǎn)
觸發(fā)器: 保持、翻轉(zhuǎn)
D觸發(fā)器功能的轉(zhuǎn)換
1、 D 觸發(fā)器構(gòu)成 J K 觸發(fā)器
D觸發(fā)器構(gòu)成的JK觸發(fā)器
2、D 觸發(fā)器構(gòu)成 T 觸發(fā)器
下面看例題:
總結(jié):
1.鎖存器和觸發(fā)器都是具有存儲功能的邏輯電路,是構(gòu)成時序電路的基本邏輯單元。每個鎖存器或觸發(fā)器都能存儲1位二值信息。
2.鎖存器是對脈沖電平敏感的電路,它們在一定電平作用下改變狀態(tài)。
3.觸發(fā)器是對時鐘脈沖邊沿敏感的電路,它們在時鐘脈沖的上升沿或下降沿作用下改變狀態(tài)。
4.觸發(fā)器按邏輯功能分類有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T(T’)觸發(fā)器和SR觸發(fā)器。它們的功能可用特性表、特性方程、狀態(tài)圖和波形圖來描述。觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能沒有必然聯(lián)系
5.鎖存器和觸發(fā)器的異同點
共同點:
具有0 和1兩個穩(wěn)定狀態(tài),一旦狀態(tài)被確定,就能自行保持。一個鎖存器或觸發(fā)器能存儲一位二進制碼。
不同點:
鎖存器---對脈沖電平敏感的存儲電路,在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。
觸發(fā)器---對脈沖邊沿敏感的存儲電路,在時鐘脈沖的上升沿或下降沿的變化瞬間改變狀態(tài)。
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