数字逻辑 第3章 集成门电路与触发器精品.ppt

* 第三章 集成门电路与触发器 逻辑功能 　 下表给出了由或非门构成的R-S触发器的逻辑功能。 RS Q(n+1) 功能说明 0 0 0 1 1 0 1 1 Q 1 0 d 不变 置 1 置 0 不定 　基本R-S触发器功能表 　　基本R-S触发器的优点是结构简单。它不仅可作为记忆元 件独立使用，而且由于它具有直接复位、置位功能，因而被作 为各种性能完善的触发器的基本组成部分。但由于R、S之间的 约束关系，以及不能进行定时控制，使它的使用受到一定限制。 次态方程和约束方程如下：　　　　　　　 (次态方程)；　RS = 0 (约束方程) * 第三章 集成门电路与触发器 3.4.2 几种常用的时钟控制触发器 　　具有时钟脉冲控制的触发器称为“时钟控制触发器”或者“定时触发器”。 　　时钟脉冲控制触发器的工作特点： 　　由时钟脉冲确定状态转换的时刻(即何时转换？) ； 　　由输入信号确定触发器状态转换的方向(即如何转换？)。 下面介绍四种最常用的时钟控制触发器。 基本R-S触发器的一个特点是直接控制，当输入信号一出现，触发器的状态便随之发生变化。 实际中，要求触发器按一定的时间节拍动作，即让输入信号受时钟的控制，因此在触发器的输入端增加了时钟控制信号，触发器状态的变化由时钟脉冲和输入信号共同决定。 * 第三章 集成门电路与触发器 一. 时钟控制R-S触发器 时钟控制R-S触发器的逻辑图和逻辑符号如图(a)、（b）所示。 1. 组成： 　　由四个与非门构成。其中，与非门G1、G2构成基本R-S触发器；与非门G3、G4组成控制电路，通常称为控制门。 * 第三章 集成门电路与触发器 2．工作原理 具体如下： 　 R=0，S=0：控制门G3、G4的输出均为1，触发器状态保持不变； 　　R=0，S=1：控制门G3、G4的输出分别为1和0，触发器状态置成1状态； 　 R=1，S=0：控制门G3、G4的输出分别为0和1，触发器状态置成0状态； 　 R=1，S=1：控制门G3、G4的输出均为0，触发器状态不确定，这是不允许的。 　　● 当时钟脉冲没有到来（即C=0）时，不管R、S端为何值，两个控制门的输出均为1，触发器状态保持不变。 　　● 当时钟脉冲到来（即C=1）时，输入端R、S的值可以通过控制门作用于上面的基本R-S触发器。 * 第三章 集成门电路与触发器 　　由分析可知：时钟控制R-S触发器的工作过程是由时钟信号C和输入信号R、S共同作用的；时钟C控制转换时间，输入R和S确定转换后的状态。 RS Q(n+1) 功能说明 0 0 0 1 1 0 1 1 Q 1 0 d 不变 置 1 置 0 不定 　　时钟控制R-S触发器功能表 现态 Q 次态Q(n+1) 时钟控制R-S触发器状态表 RS=00 RS=10 RS=11 RS=01 0 0 1 1 1 d 0 1 d 0 　　Q表示时钟C作用前的状态，即现态；Q(n+1)表示时钟C作用后的状态，即次态；d表示当RS=11时，触发器状态不确定。在时钟控制触发器中，时钟信号C是一种固定的时间基准，通常不作为输入信号列入表中。对触发器功能进行描述时，均只考虑时钟作用(C=1)时的情况。 　　注意！时钟控制R-S触发器虽然解决了对触发器工作进行定时控制的问题，而且具有结构简单等优点，但依然存在如下两点不足： ● 输入信号依然存在约束条件，即R、S不能同时为1； ● 可能出现空翻现象。 00,10 00,01 10 01 RS 时钟控制R-S触发器的状态图和次态卡诺图 RS Q 0 1 0 1 1 d 1 d 00 01 11 10 0 0 Q(n+1) 次态方程和约束方程如下：　　　　　　　 (次态方程)；　RS = 0 (约束方程) * 第三章 集成门电路与触发器 　　原因是在时钟脉冲作用期间，输入信号直接控制着触发器状态的变化。即当时钟C为1时，输入信号R、S发生变化，触发器状态会跟着变化，从而使得一个时钟脉冲作用期间引起多次翻转。 　　 “空翻”将造成状态的不确定和系统工作的混乱，这是不允许的。因此，时钟控制R-S触发器要求在时钟脉冲作用期间输入信号保持不变。 　　由于时钟控制R-S触发器的上述缺点，使它的应用受到很大限制。 什么叫“空翻”？ 引起空翻的原因是什么？ 　　所谓“空翻”是指在同一个时钟脉冲作用期间触发器状态发生两次或两次以上变化的现象。 * 第三章 集成门电路与触发器 二. D触发器 　　为了解决时钟控制R-S触发器在输入端R、S同时为1时状态不确定的问题，可对时钟控制R-S触