边沿触发的触发器.ppt

第四节 边沿触发的触发器第第5-4节节 边沿触发的触发器边沿触发的触发器v 边沿边沿D触发器触发器v 边沿边沿JK触发器触发器下页下页 总目录总目录推出推出v 边沿触发方式的动作特点边沿触发方式的动作特点1第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页一、电路结构和工作原理电路结构和工作原理 为了提高触发器的可靠性，增强抗干扰能力，为了提高触发器的可靠性，增强抗干扰能力，希望触发器的次态仅仅取决于希望触发器的次态仅仅取决于CLK信号的下降沿信号的下降沿（或上升沿）到达时刻输入信号的状态。而在此之（或上升沿）到达时刻输入信号的状态。而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。为实现这一设想，人们相继研制成了各种边沿为实现这一设想，人们相继研制成了各种边沿触发的触发器电路。触发的触发器电路。目前已用于数字集成电路产品中的边沿触发器电目前已用于数字集成电路产品中的边沿触发器电路有路有用两个电平触发用两个电平触发D触发器构成的边沿触发器触发器构成的边沿触发器、维持阻塞触发器维持阻塞触发器、利用门电路传输延迟时间的边沿利用门电路传输延迟时间的边沿触发器触发器等几种较为常见的电路结构形式。等几种较为常见的电路结构形式。2第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页1.1.用两个电平触发用两个电平触发用两个电平触发用两个电平触发D D触发器组成的边沿触发器触发器组成的边沿触发器触发器组成的边沿触发器触发器组成的边沿触发器TG1TG2CDG1G2CTG3TG4CG3G4CCCCCCC3第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页CLKCLKD DQ QQ Q*0 00 01 11 1 0 01 10 01 1Q Q0 00 01 11 1CMOSCMOS边沿触发边沿触发边沿触发边沿触发D D触发器的特性表触发器的特性表触发器的特性表触发器的特性表 输入信号是以单端输入信号是以单端输入信号是以单端输入信号是以单端 D D 给出的，所以这种触给出的，所以这种触给出的，所以这种触给出的，所以这种触发器叫做发器叫做发器叫做发器叫做 D D 触发器。触发器。触发器。触发器。4第四节 边沿触发的触发器带异步置位、复位端的带异步置位、复位端的带异步置位、复位端的带异步置位、复位端的CMOSCMOS边沿触发边沿触发边沿触发边沿触发D D触发器触发器触发器触发器异步复位端异步复位端异步复位端异步复位端异步置位端异步置位端异步置位端异步置位端RDSDTG1TG2CDG1G2CTG3TG4CG3G4CCCCCCC5第四节 边沿触发的触发器6第四节 边沿触发的触发器。2.典型集成电路典型集成电路 74HC/HCT74 中中D触发器的逻辑图触发器的逻辑图7第四节 边沿触发的触发器 74HC/HCT74的功能表的功能表LHHHHHLLHHQn+1 D CPHHLLHLLHLHHL Q D CP输输 出出输输 入入74HC/HCT74的逻辑符号和功能表的逻辑符号和功能表具有直接置具有直接置1、直接置、直接置0，正边沿触发的，正边沿触发的D功能功能触发器触发器国标逻辑符号国标逻辑符号DDDD8第四节 边沿触发的触发器G5SRG3G4G6G1G2QSR维持阻塞结构边沿触发维持阻塞结构边沿触发SR触发器触发器下页下页返回返回上页上页2.2.维持阻塞触发器维持阻塞触发器维持阻塞触发器维持阻塞触发器置置置置0 0阻塞线阻塞线阻塞线阻塞线置置置置1 1维持线维持线维持线维持线置置置置1 1阻塞线阻塞线阻塞线阻塞线置置置置0 0维持线维持线维持线维持线9第四节 边沿触发的触发器G5DSRG3G4G6G1G2Q下页下页返回返回上页上页置置置置0 0阻塞线阻塞线阻塞线阻塞线维持阻塞结构维持阻塞结构维持阻塞结构维持阻塞结构D D触发器触发器触发器触发器置置置置1 1维持线维持线维持线维持线置置置置0 0维持线维持线维持线维持线置置置置1 1阻塞线阻塞线阻塞线阻塞线1D1DCLKD10第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页带异步置位、复位端和多输入端的维持阻塞带异步置位、复位端和多输入端的维持阻塞带异步置位、复位端和多输入端的维持阻塞带异步置位、复位端和多输入端的维持阻塞D D触发器触发器触发器触发器G5SRG3G4G6G1G2电路结构电路结构SR1DC1SR1DC1&逻辑图形符号逻辑图形符号11第四节 边沿触发的触发器2.典型集成电路典型集成电路-74LS74 12第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页 例例例例5.4.1 5.4.1 在维持阻塞结构在维持阻塞结构在维持阻塞结构在维持阻塞结构边沿触发边沿触发边沿触发边沿触发D D触发触发触发触发器电路中，若器电路中，若器电路中，若器电路中，若D D端和端和端和端和CLKCLK的电压的电压的电压的电压波形如图所示，波形如图所示，波形如图所示，波形如图所示，试画出试画出试画出试画出Q Q端的电端的电端的电端的电压波形。假定触压波形。假定触压波形。假定触压波形。假定触发器的初始状态发器的初始状态发器的初始状态发器的初始状态为为为为Q Q =0=0=0=0。CLKDQQOOOOtttt13第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页3.3.利用门电路传输延迟时间的边沿触发器利用门电路传输延迟时间的边沿触发器利用门电路传输延迟时间的边沿触发器利用门电路传输延迟时间的边沿触发器MNG2G3G5G6G1G4G7G8SRSR锁存器锁存器锁存器锁存器输入输入输入输入控制门控制门控制门控制门 输入控制门输入控制门G7、G8的传输延迟时间大于的传输延迟时间大于SR锁存锁存器的翻转时间。器的翻转时间。14第四节 边沿触发的触发器下页下页返回返回上页上页利用门电路传输延迟时间的边沿触发器的特性表利用门电路传输延迟时间的边沿触发器的特性表利用门电路传输延迟时间的边沿触发器的特性表利用门电路传输延迟时间的边沿触发器的特性表 0 00 01 01 00 10 11 11 101010101Q01110010仿真仿真仿真仿真15第四节 边沿触发的触发器返回返回二、二、边沿触发方式的动作特点边沿触发方式的动作特点 触发器的次态仅取决于时钟信号的上升沿（也触发器的次态仅取决于时钟信号的上升沿（也称为正边沿）或下降沿（也称为负边沿）到达时输称为正边沿）或下降沿（也称为负边沿）到达时输入的逻辑状态，入的逻辑状态，而在这以前或以后，输入信号的变化对触发器而在这以前或以后，输入信号的变化对触发器输出的状态没有影响。输出的状态没有影响。这一特点有效地提高了触发器的抗干扰能力，这一特点有效地提高了触发器的抗干扰能力，因而也提高了工作可靠性。因而也提高了工作可靠性。下页下页上页上页16第四节 边沿触发的触发器负边沿触发负边沿触发JK触发器触发器 负边沿触发器输出状态是根据负边沿触发器输出状态是根据CPCP下降沿到达瞬间下降沿到达瞬间输入信输入信号的状态来决定的。而在号的状态来决定的。而在CPCP变化前后，输入信号状态变化对变化前后，输入信号状态变化对触发器状态都不产生影响。触发器状态都不产生影响。1、电路结构、电路结构17第四节 边沿触发的触发器 负边沿触发的负边沿触发的JK触发器的真值表触发器的真值表 CP J K 功能说明 0 0 0 0 0 1 0 1 保持 0 1 0 1 0 1 0 0 置0 1 0 1 0 0 1 1 1 置1 1 1 1 1 0 1 1 0 翻转当J=K=0时，；J与K相反时，状态随J；J=K=1时，。即0、0不变；0、1出0；1、0出1；1、1翻转。设设 18第四节 边沿触发的触发器下降沿触发的下降沿触发的JK触发器的理想波形图触发器的理想波形图 19第四节 边沿触发的触发器T 触发器和触发器和T 触发器触发器T和和T触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 T和和T触发器是一种可控翻转触发器。触发器是一种可控翻转触发器。在在CP的作用下，根据输入信号的作用下，根据输入信号T情况的不同，决情况的不同，决定触发器是否翻转。当定触发器是否翻转。当T=0时，时，CP作用沿到来触发作用沿到来触发器并不翻转，保持原状态；当器并不翻转，保持原状态；当T=1时，时，CP作用沿到作用沿到来，触发器将发生翻转。来，触发器将发生翻转。T触发器，触发器，CP作用沿到来时，其状态一定发生作用沿到来时，其状态一定发生翻转，所以其功能就是令翻转，所以其功能就是令T=1的的T触发器。触发器。T和和T触发器无独立产品。触发器无独立产品。20第四节 边沿触发的触发器用用JK、D触发器转触发器转换实现换实现T和和T触发触发器器 由由 JK JK 触触发器构成的发器构成的 T,T T,T 触发触发器器 用用 D D 触发器触发器构成的构成的 T,TT,T 触发器触发器21第四节 边沿触发的触发器5.3.4 触发器的动态特性触发器的动态特性 动态特性反映其触发器对输入信号和时钟信号间的时间要求，动态特性反映其触发器对输入信号和时钟信号间的时间要求，以及输出状态对时钟信号响应的延迟时间。以及输出状态对时钟信号响应的延迟时间。建立时间建立时间保持时间保持时间脉冲宽度脉冲宽度传输延时时间传输延时时间传输延时时间传输延时时间22第四节 边沿触发的触发器 保持时间保持时间tH ：保证：保证D状态可靠地传送到状态可靠地传送到Q 建立时间建立时间tSU ：保证与保证与D 相关的电路建立起稳定的状态，使相关的电路建立起稳定的状态，使触发器状态触发器状态得到正确的转换。得到正确的转换。最高触发频率最高触发频率fcmax ：触发器内部都要完成一系列动作，需要：触发器内部都要完成一系列动作，需要一定的时间延迟，所以对于一定的时间延迟，所以对于CP最高工作频率有一个限制。最高工作频率有一个限制。触发脉冲宽度触发脉冲宽度tW ：保证内部各门正确翻转。：保证内部各门正确翻转。传输延迟时间传输延迟时间tPLH和和tPHL ：时钟脉冲：时钟脉冲CP上升沿至输出端上升沿至输出端新状态稳定建立起来的时间新状态稳定建立起来的时间23第四节 边沿触发的触发器返回返回上页上页课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习24