数字电子技术基础5(第二版)ppt课件

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1、第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。第第5章章 触发器触发器 5.1 基本基本RS触发器触发器 5.2 时钟控制的触发器时钟控制的触发器 5.3 集成触发器集成触发器 5.4 触发器的逻辑符号及时序图触发器的逻辑符号及时序图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.1 基本基本RS触发器触发器 5.1.1 电路

2、结构和工作原理电路结构和工作原理 基本RS触发器是构成各种功能触发器的基本单元，所以称为基本触发器。它可以用两个与非门或两个或非门交错耦合构成。图5.1.1（a）是用两个与非门构成的基本RS触发器的逻辑电路，它具有两个互补的输出端Q和Q，一般用Q端的逻辑值来表示触发器的状态。当Q=1，Q=0时，称触发器处于1状态；当Q=0，Q=1时，称触发器处于0状态。RD、SD为触发器的两个输入端（或称激励端）,当输入信号RD=1,SD=1（即RDSD为11)时，该触发器必定处于Q=1或Q=0的某一状态保持不变，所以它是具有两个稳定状态的双稳态电路。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）

3、三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.1.1与非门构成的基本RS触发器 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。当输入信号变化时，触发器可以从一个稳定状态转换到另一个稳定状态。我们把输入信号作用前的触发器状态称为现在状态（简称现态），用Qn和Qn表示（为了书写方便，现态Qn右上角的n可以略去，Qn可写成Q，下同），把在输入信号作用后触发器所进入的新状态称为触发器的下一

4、状态（或简称次态），用Qn+1和Qn+1表示。因此，根据图5.1.1（a）所示电路中的与非逻辑关系可以得出以下结果：第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。(1)当RD=0，SD=1时，无论触发器原来处于什么状态，其次态一定为0，即Qn+1=0，Qn+1=1，称触发器处于置0(复位)状态。(2)当RD=1，SD=0时，无论触发器原来处于什么状态，其次态一定为1，即Qn+1=1，Qn+1=0，称触发器处于置1(置位)状态。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）

5、、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。当RD=1，SD=1时，触发器状态不变，即Qn+1=Qn，Qn+1=Qn，称触发器处于保持(记忆)状态。当RD=0，SD=0时，两个与非门输出均为1(高电平)，此时破坏了触发器的互补输出关系，而且当RD、SD同时从0变化为1时，由于门的延迟时间不一致，使触发器的次态不确定，即Qn+1=，这种情况是不允许的。因此规定输入信号RD、SD不能同时为0，它们应遵循RD+SD=1的约束条件。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为

6、指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。从以上分析可见，基本RS触发器具有置0、置1和保持的逻辑功能，通常SD称为置1端或置位(SET)端，RD称为置0或复位(Set)端，因此该触发器又称为置位复位(Reset)触发器或RDSD触发器，其逻辑符号如图5.1.1(b)所示。因为它是以RD和SD为低电平时被清0和置1的，所以称RD、SD低电平有效，且在图5-1(b)中RD、SD的输入端加有小圆圈。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频

7、监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.1.2基本基本RS触发器的功能描述触发器的功能描述1状态转移真值表（状态表）状态转移真值表（状态表）将触发器的次态Qn+1与现态Q及输入信号之间的逻辑关系用表格的形式表示出来，这种表格就称为状态转移真值表(或称状态表、特性表)。根据以上分析，图5.1.1（a）所示的基本RS触发器的状态转移真值表如表5.1.1（a）所示，表5.1.1（b）是其简化表。它们与组合电路的真值表相似，不同的是触发器的次态Qn+1不仅与输入信号有关，还与它的现态Q有关，这正体现了时序电路的特点。表5.1.1也可以用图5.1.2所示的卡诺图来表示，并将这种表示触发器状态的卡

8、诺图称为次态卡诺图。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。表5.1.1基本RS触发器的状态表第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.1.2次态卡诺图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众

9、性治安防控工程”。2.特征方程特征方程(状态方程状态方程)描述触发器逻辑功能的函数表达式称为特征方程或状态方程。对图5.1.2次态卡诺图化简，可以求得基本RS触发器的特征方程为 11DDnDDnRSQRSQ(约束条件)特征方程中的约束条件表示RD和SD不允许同时为0，即RD和SD总有一个为1。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.状态转移图状态转移图(状态图状态图)与激励表与激励表 状态转移图是用图形方式来描述触发器的状态转移规律。图5.1.3为基本

10、RS触发器的状态转移图。图中两个圆圈分别表示触发器的两个稳定状态，箭头表示在输入信号作用下状态转移的方向，箭头旁的标注表示转移条件。激励表(也称驱动表)是表示触发器由当前状态Qn转至确定的下一状态Qn+1时，对输入信号的要求。基本RS触发器的激励表如表5.1.2所示。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。表表5.1.2基本基本RS触发器的激励表触发器的激励表 Qn Q n+1RD SD0 00 11 01 1 11 00 11 第5章 触发器“雪亮工程是

11、以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.1.3基本RS触发器的状态转移图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4波形图波形图工作波形图又称时序图，它反映了触发器的输出状态在输入信号作用下随时间变化的规律，是实验中可观察到的波形。图5.1.4为基本RS触发器的工作波形，图中虚线部分表示状态不确定。基本RS触发器也可以用或非门组成,其电路

12、及逻辑符号如图5.1.5所示,输入信号SD、RD是高电平有效，因此输入端没有小圆圈。电路的工作原理读者可自行分析。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.1.4基本RS触发器的工作波形 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.1.5或非门构成的RS触发器 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（

13、社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.2 时钟控制的触发器时钟控制的触发器 5.2.1 钟控钟控RS触发器触发器 钟控RS触发器是在基本RS触发器基础上加两个与非门构成的，其逻辑电路及逻辑符号分别如图5-5(a)、(b)所示。图中C、D门构成触发引导电路，R为置0端，S为置1端，CP为时钟输入端。从图5.2.1（a）可以看出，基本RS触发器的输入函数为 CPSSCPRRDD,第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共

14、安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.1钟控RS触发器 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。当CP=0时，C、D门被封锁，RD=1，SD=1，由基本RS触发器功能可知，触发器状态维持不变。当CP=1时，RD=R,SD=S，触发器状态将发生转移。将RD、SD代入基本RS触发器的特征方程式(5-1)中，可得出钟控RS触发器的特征方程为 01RSQRSQnn(约束条件)其中RS=0表示R与S不能同时为1。该方程表明当CP=1时，钟控R

15、S触发器的状态按上式转移，即时钟信号为1时才允许外输入信号起作用。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。同理还可得出CP=1时，钟控RS触发器的状态转移真值表、激励表分别如表5.2.1和表5.2.2所示，状态转移图和波形图分如图52.2(a)、(b)所示。钟控RS触发器是在R和S分别为1时清“0”和置“1”，称为R、S高电平有效，所以逻辑符号的R、S输入端不加小圆圈。表 5.2.1 钟控RS触发器状态转移真值表 R SQn+10 00 11 01 1Qn

16、10第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。表 5.2.2 钟控RS触发器激励表 Qn Qn+1RD SD0 00 11 01 1 10 11 00 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.2钟控RS触发器的状态图和波形图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综

17、治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。()DDDSD CPRSCPD CP CPDCP CPD CP5.2.2钟控钟控D触发器（数据锁存器）触发器（数据锁存器）将图5.2.1（a）所示的钟控RS触发器的R端接至D门的输出端，并将输入端S改为D，便构成了图5.2.3（a）所示的钟控D触发器，该触发器也称为数据锁存器，其逻辑符号如图5.2.3（b）所示。在图5.2.3（a）中，门A和B构成了基本RS触发器，门C和D构成了触发引导电路。基本触发器的输入为 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信

18、息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。当CP=1时，SD=D，RD=D，代入基本RS触发器的特征方程得出钟控D触发器的特征方程为 同理，可以得到钟控D触发器在CP=1时的状态转移真值表如表5.2.3所示，激励表如表5.2.4所示，状态图如图5.2.4所示，波形图如图5.2.5所示。1nDDQSR QDDQDDQD当CP=0时，RD=1，SD=1，触发器状态维持不变。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。

19、钟控D触发器在时钟作用下，其次态Qn+1始终和D输入一致，因此常把它称为数据锁存器或延迟(Delay)触发器。由于D触发器的功能和结构都很简单，因此目前得到普遍应用。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.3 钟控D触发器第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。表5.2.3钟控D触发器的状态表 DQn+101

20、01表5.2.4钟控RS触发器的激励表 Qn Qn+1D0 00 11 01 10101第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.4钟控D触发器的状态图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.5钟控D触发器的波形图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以

21、综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。表 5 5 D触发器状态转移真值表 DQn+10101 Qn Qn+1D0 00 11 01 10101表表 5 6 触发器激励表触发器激励表 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。,SJQ RKQ 由于Q和Q互补，无论J、K输入取值如何，它不可能出现SR=11的情况，因此这种结构也解决了R、S之间的约束问题。由图5.2.6（a）可见：5.2.3钟控钟控JK触

22、发器触发器钟控JK触发器的逻辑电路和逻辑符号如图5.2.6（a）、（b）所示。,DDSJQ CP RKQ CP第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。当CP=0时，RD=1，SD=1，触发器维持原状态不变。当CP=1时，代入基本RS触发器的特征方程可得钟控JK触发器的特征方程为D,nDSJQRKQ1nnnDDQSR QJQKQQJQKQ可简写为 QKQJQn1同理，可得出钟控JK触发器在CP=1时的状态转移真值表如表5.2.5所示，激励表如表5.2.6所示

23、，状态图如图5.2.7所示。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.6 钟控JK触发器第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。表表5.2.5钟控钟控JK触发器的状态表触发器的状态表 J KQn+10 00 11 01 1Qn01Q表5.2.6钟控JK触发器的激励表 Qn Qn+1J K0 00 11 01 1

24、0 1 1 0第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.7JK触发器的状态图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.2.4钟控钟控T触发器和触发器和T触发器触发器钟控T触发器由钟控JK触发器简单演变而成，其逻辑电路及逻辑符号分别如图5.2.8（a）、（b）所示 图5.2.8钟控T触发器 第5章 触发器“雪

25、亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。当CP=0时，RD=1,SD=1，触发器维持原状态不变。当CP=1时，将J=T、K=T代入钟控JK触发器的特征方程可得钟控T触发器的特征方程如下：1nQJQKQTQTQTQ同理，可得出钟控T触发器在CP=1时的状态表（见表5.2.7）、激励表（见表5.2.8）和状态图（见图5.2.9）。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为

26、重点的“群众性治安防控工程”。表5.2.7钟控T触发器的状态表 表5.2.8钟控T触发器的激励表 T 1nQ 0 1 nQ nQ 1nnQQ T 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.2.9T触发器的状态图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。由表5.2.7可

27、见，钟控T触发器在T=0时具有保持功能，在T=1时具有翻转功能。若将图5.2.8（a）所示T触发器电路中的T端固定接至高电平（逻辑1），便得到钟控T触发器，其特征方程为 QQn!可见，T触发器具有翻转功能，CP每作用一次，T触发器就翻转一次，因此T触发器也称为计数触发器。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.2.5 电位触发方式的工作特点电位触发方式的工作特点 电位触发方式的特点是，在约定钟控信号电平(CP=1或0)期间，触发器的状态对输入信号敏感，

28、输入信号的变化都会引起触发器的状态变化。而在非约定钟控信号电平(CP=0)期间，不论输入信号如何变化，都不会影响输出，触发器的状态维持不变。但是必须指出，这种电位触发方式，对于T触发器，其状态转移为 ，当在CP=1且脉冲宽度较宽时，T触发器将在CP=1的期间一直发生翻转，直至CP=0为止，这种现象称为空翻。QQn1第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。如果要求每来一个CP触发器仅发生一次翻转，则对钟控信号约定电平(通常CP=1)的宽度要求是极为苛刻的。例

29、如，对T触发器必须要求触发器输出端的新状态返回到输入端之前，CP应回到低电平，就是CP的宽度tCP不能大于3tpd，而为了保证触发器能可靠翻转，至少在第一次翻转过程中，CP应保持在高电平，亦即宽度不应小于2tpd，因此CP的宽度应限制在2tpdtCP3tpd范围内。但TTL门电路的传输时间tpd通常在50ns以内，产生或传送这样的脉冲很困难，尤其是每个门的延迟时间tpd各不相同。因此在一个包括许多触发器的数字系统中，实际上无法确定时钟脉冲应有的宽度。所以，为了避免空翻现象，必须对以上的钟控触发器在电路结构上加以改进。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平

30、台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.3 集集 成成 触触 发发 器器 5.3.1 主从触发器主从触发器 1.主从主从JK触发器的电路结构和工作原理触发器的电路结构和工作原理主从JK触发器的电路结构如图5.3.1所示，它由两个钟控RS触发器构成，其中门1门4构成从触发器，门5门8构成主触发器。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.3.1主从JK触发器的结构框图 第5章 触发器“雪亮

31、工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。(1)当CP=0时，主触发器输入控制门（门7和门8）被封锁，输入控制信号的变化不会引起主触发器的状态变化，其状态（Q主）保持不变。此时CP=1，从触发器输入控制门（门3和门4）被打开。将RD从=Q主,SD从=Q主 代入钟控RS触发器的特征方程得：Qn+1=SD从+RD从Q=Q主Q主Q=Q主第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为

32、重点的“群众性治安防控工程”。（2）当CP=1时（CP由0变为1及其后），CP=0，从触发器输入控制门被封锁，其保持原状态（Q）不变，主触发器输入控制门开，接收J、K输入控制信号：1,DDnDDRKQ SJQQSRQJQKQQJQKQ主主主主主第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。(3)当CP=0时，主触发器的状态转移到从触发器，即QKQJQQnn11主图5.3.2 主从JK触发器的逻辑符号第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综

33、治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2主从主从JK触发器的一次翻转特性触发器的一次翻转特性由于主从JK触发器采用了具有存储功能的触发引导电路，因而有效避免了空翻现象。所谓一次翻转特性,是指在CP=1期间主触发器接受输入控制信号J、K作用而发生了一次状态翻转后，主触发器的状态就将一直保持不变，不再受输入控制信号J、K的影响,直到下一个CP作用周期到来，即CP变为0后再变为1。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网

34、应用为重点的“群众性治安防控工程”。例如，在图5.3.3中，设Q=Q主=0，J=0，K=1，如果在CP=1期间J、K发生了多次变化,其中第一次变化发生在t1，则此时J=K=1，从触发器输出Q=0，因而RD主=KQ=1，SD主=JQ=0，从而主触发器发生状态转换，即Qn+1主=1,Qn+1主 =0。第二次变化发生在t2，此时J=0，K=1，由于从触发器输出Q=0,RD主=KQ=1，SD主=JQ=1，因此主触发器状态不变。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”

35、。如果CP=1期间Q=0,则图5.3.1中门7始终被封锁（RD主=1），主触发器只能接收置1输入信号；如果CP=1期间Q=1,则门8始终被封锁（SD主=1),主触发器只能接收置0输入信号。所以，在CP=1期间主从触发器只可能翻转一次。例如，输入控制信号在CP=1期间满足条件，如图5.3.3中t1后，主触发器被置1，主触发器翻转了一次，就不能再翻转为0（翻转第二次），如图5.3.3中t2后，J、K发生了多次变化，但主触发器始终保持在第一次翻转后的1状态，此即为主从JK触发器的一次翻转特性。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格

36、化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.3.3 主从触发器的一次翻转 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.3.4为考虑了一次翻转特性后主从JK触发器的工作波形。因此在使用主从触发器时应注意，在CP=1期间输入状态没有变化的条件下,用CP时的输入状态即可决定主从触发器的次态,否则,应考虑CP=1期间的一次翻转特性才能确定CP到达时触发器的次态。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中

37、心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.3.4主从JK触发器的工作波形图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3.主从主从JK触发器的脉冲工作特性触发器的脉冲工作特性为了正确使用主从JK触发器，必须了解其脉冲工作特性，即对时钟脉冲CP和激励信号J、K的要求。从图5.3.1所示的主从JK触发器可以看出：(1)在时钟脉冲CP由0上跳到1及CP=1的准备阶段要完成主触发器的正确转移

38、，则需：第一，CP上升沿到达时，J、K信号已处于稳定状态，且在CP=1期间J、K信号不发生变化；第二，从CP上升沿到达至主触发器状态变化稳定，需要经历三级与非门的延迟时间，即3tpd，因此，要求CP=1的持续期tCPH3tpd。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。CP由1下跳至0时，主触发器的状态转移至从触发器。从CP下跳沿开始，到从触发器状态转变完成，也需经历三级与非门的延迟时间，即3tpd，因此要求CP=0的持续期tCPL3tpd。此间主触发器已被

39、封锁，因而J、K信号可以变化。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。为了保证触发器能可靠地进行状态变化，允许时钟信号的最高工作频率为 pdCPLCPHCPtttf611max 主从触发器在CP=1时为准备阶段。CP由1下跳变至0时触发器状态发生转移，因此它是一种脉冲触发方式。而状态转移发生在CP下降沿时刻。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为

40、重点的“群众性治安防控工程”。5.3.2边沿触发器边沿触发器 1维持维持-阻塞阻塞D触发器的电路结构和工作原理触发器的电路结构和工作原理 维持-阻塞D触发器由钟控RS触发器、引导门和4条反馈线组成，其电路结构及国标符号如图5.3.5所示。其中，虚线所示的RD、SD输入为直接置0、置1端。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.3.5维持-阻塞D触发器的电路结构和逻辑符号 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台

41、、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。设CP上升沿到达前D=0，则由于CP=0，触发器保持原状态不变，门5、门6开启（对D信号）。由于D=0，因此门6、门5输出RS=10，门4开，门3关。当CP上升沿到达后，使RDSD=01，反馈线将维持门6输出R=1，再经连线保持门5输出S=0，即使此时D信号发生变化也不会改变门6、门5的输出（RS=10），因此，反馈线称为置0维持线，使触发器Qn+1=1,Qn+1=0，即Qn+1=D。,11DDSR第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支

42、撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。同理，若CP上升沿到达前D=1，则RS=01，CP上升沿到达后 ，使Q n+1=1。如果此时D由10，反馈线将 的信号反馈到5门，使S=1，即维持原来的Qn+1=1状态，因此反馈线称置1维持线。同时 经反馈线送至4门，将4门封锁，使 保持1，这样触发器不会再翻向0状态，故线称阻塞置0线。综上所述，维持阻塞式D触发器是在CP上升沿到达前接收输入信号；上升沿到达时刻触发器翻转；上升沿以后输入被封锁。因此，维持阻塞式D触发器具有边沿触发的功能，并有效地防止了空翻。10DDSR0DS0DS0DSDR第5章 触发器“雪亮工

43、程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2 维维持持-阻塞阻塞D触触发发器的脉冲工作特性器的脉冲工作特性 由图5.3.5可知，维持-阻塞D触发器的工作分为两个阶段：CP=0期间为准备阶段，CP由0变至1为触发器的状态变化阶段。为了使触发器可靠工作，必须要求：(1)CP=0期间，必须把输入信号送至5、6门的输出，在CP上升沿到达之前建立稳定状态，它需要经历两个与非门的延迟时间，称为建立时间tset，tset=2tpd。在tset内要求D信号保持不变，且CP=0的持续时间tCPL2

44、tpd。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。(2)在CP上升沿到达后，要达到维持-阻塞作用，必须使RD或SD由1变为0，需要经历1个与非门的延迟时间，在这段时间内D信号不应变化，这段时间称为保持时间th，th=tpd。?(3)在CP上升沿到达后直至触发器状态稳定建立，需要经历3个与非门的延迟时间，因此要求CP=1的持续时间tCPH3tpd。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理

45、为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。(4)为使维持阻塞式D触发器可靠工作，CP的最高工作频率为 pdCPHCPLCPtttf511max 由于维持阻塞式D触发器只要求输入信号D在CP上升沿前后很短时间(tset+th=3tpd)内保持不变，而在CP=0及CP=1的其余时间内，无论输入信号如何变化，都不会影响输出状态，因此，它的数据输入端具有较强的抗干扰能力，且工作速度快，故应用较广泛。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3

46、.维持维持-阻塞阻塞D触发器的直接置触发器的直接置0、置、置1端（端（RD、SD）在图5.3.5中，RD、SD为直接置0、置1端，其操作不受CP控制，因此也称异步置0、置1端。当RD有效（RDSD=01）时，门3、门6被封锁，经门2触发器输出端Q被强迫置0。如果此时CP=1，则仅在门4输出RD=0，可获得触发器置0操作信号，直到CP=1结束。当SD有效（RDSD=10）时，门4、门5被封锁（S=1），经门1触发器被强迫置1。如果此时CP=1，则仅在门3输出SD=0，可获得触发器置1操作信号，直到CP=1结束。因此，无论触发器处于何种状态，只要RD或SD有效（不能同时有效），触发器都被可靠地置0

47、或置1。图5.3.6为维持-阻塞D触发器的工作波形图。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.3.6 维持-阻塞D触发器的工作波形图第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4 触发器的逻辑符号及时序图触发器的逻辑符号及时序图5.4.1触发器的逻辑符号触发器的逻辑符号前面介绍过的各种触发器由于电路结构、逻辑功能

48、及触发方式都不相同，因此，逻辑符号的表示方式也有所不同。下面分类加以说明。图5.4.1为电平触发方式触发器的逻辑符号。其中，图（a）为基本RS触发器的逻辑符号，它没有时钟输入端，RD、SD为非同步（或称异步）输入，触发器的状态直接受RD、SD电平控制；图（b）、图（c）分别为钟控RS触发器和钟控D触发器的逻辑符号，触发器的输出状态受时钟CP的电平控制。当CP=1时，触发器接受输入信号作用，输出状态Q、Q按其功能发生变化；当CP=0时，触发器不接受输入信号作用，输出状态Q、Q保持不变。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管

49、理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.4.1电平触发方式触发器的逻辑符号 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。集成触发器的逻辑符号有以下两种：(1)传统的逻辑符号常在计算机应用软件中出现，因此本书以下均采用这种符号，如图5.4.2所示。主从触发器的时钟输入端没有动态符号“”，而边沿触发器的时钟输入端均有动态符号“”。当CP输入端加有小圈时，如图5.4.2（b）、（d）所示，表示当CP下降沿到来时触发器状态发生变化；当

50、CP输入端没有小圈时，如图5.4.2（a）、（c）所示，表示当CP上升沿到来时触发器状态发生变化。各符号中的RD、SD均为异步直接置0、置1输入端，RD或SD加低电平有效时即可将触发器置0或置1，而不受时钟信号控制。触发器在时钟信号的控制下正常工作时，应使RD、SD均为高（无效）。输入控制端可由多个输入信号相与而成,如图5.4.2（a）中J=J1J2J2，K=K1K2K3，图5.4.2（b）中D=D1D2D3。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.

51、4.2集成触发器的常用逻辑符号 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。(2)国际标准IEEE/ANSI规定的逻辑符号如图5.4.3所示。图中，C1为时钟CP输入端，C1中的C是控制关联标记，C1表示受其影响的输入是以数字1标记的数据输入，如1D、1J、1K等；R、S为异步直接置0、置1端。图5.4.3(a)、(b)为边沿触发型触发器的逻辑符号,C1端加动态符号“”表示边沿触发。其中,图（a）为上升沿触发的D触发器，图（b）为下降沿触发的JK触发器。图5.

52、4.3（c）给出了主从JK触发器的逻辑符号，由于主从JK触发器在CP电平为1期间接收输入信号，因而在C1端没有动态符号“”，符号“”表示“延迟输出”，即CP返回0以后输出状态才改变。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.4.3国际标准规定的集成触发器的逻辑符号 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。5.4.2

53、 时序图时序图 时序图的画法一般按以下步骤进行：以时钟CP的作用沿为基准，划分时间间隔，CP作用沿来到前为现态，作用沿来到后为次态。每个时钟脉冲作用沿来到后，根据触发器的状态方程或状态表确定其次态。异步直接置0、置1端(RD、SD)的操作不受时钟CP的控制，画波形时要特别注意。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。【例【例5.4.1】边沿JK触发器和维持阻塞式D触发器分别如图5.4.4(a)、(b)所示，其输入波形见图5.4.4(c)，试分别画出Q、Q2

54、端的波形。设电路初态均为0。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.4.4例5.4.1波形图 第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。解：解：从图中可见，JK触发器为下降沿触发，因此首先以CP下降沿为基准，划分时间间隔，然后根据JK触发器的状态方程 ，由每个CP来到之前的A、B和原态Q1决定其次态 。例如第一个C

55、P下降沿来到前因AB=10，Q1=0，将A、B、Q1代入状态方程得 ，故画波形时应在CP下降沿来到后使Q1为1，该状态一直维持到第二个CP下降沿来到后才变化。依此类推可画出Q1的波形如图5.4.4(c)所示。111111QBQAQKQJQn11nQ111nQ第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.4.4(b)的D触发器为上升沿触发，因此首先以CP上升沿为基准，划分时间间隔。由于D=A，故D触发器的状态方程为 ，这里需要注意的是异步置0端RD和B相连，

56、因此该状态方程只有当B=1时才适用。当B=0时，无论CP、A如何，即图5.4.4(c)中B为0期间所对应的 均为0；只有B=1,才在CP的上升沿来到后和A有关。例如在第二个CP上升沿来到前，B=1,A=1，故CP来到后 。该状态本来应维持到第三个CP上升沿来到前，但在第二个CP=0的期间B已变为0，因此也强迫Q2=0。Q2的波形如图5.4.4(c)所示。ADQn12012nQ12nQ12nQ112nQ第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。【例5.4.2】

57、TTL边沿触发器组成的电路分别如图例5.4.5(a)、(b)所示，其输入波形见图5.4.5(c)，试分别画出Q1、Q2端的波形。设电路初态均为0。第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。解：解：从图5.4.5(a)中可见，FF1、FF2均为上升沿触发，故以CP上升沿为基准划分时间间隔。对于FF1，。由每个CP前沿来到前的外输入A和原态Q1决定 ，其波形如图5.4.5(c)所示。对于FF2，由于 ，故状态方程 ，说明该触发器的输出仅与A、B有关，与原态Q2无关。但需要注意，该状态方程只有在C=1时才适用，其波形图见图5.4.5(c)。111nQAQ11nQBABAKBAJ,BAQBAQBAQKQJQn222212)()(第5章 触发器“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。图5.4.5例5.4.2波形图