《鎖存器和觸發(fā)器》PPT課件.ppt

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1、數(shù)字電子技術(shù)第五章鎖存器和觸發(fā)器第五章鎖存器和觸發(fā)器5.2鎖存器5.3觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理5.4觸發(fā)器的邏輯功能5.1雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路重慶工學(xué)院電子信息與自動(dòng)化學(xué)院教學(xué)基本要求1、掌握鎖存器、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理2、熟練掌握SR觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器及T觸發(fā)器的邏輯功能3、正確理解鎖存器、觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)特性1、時(shí)序邏輯電路與鎖存器、觸發(fā)器：時(shí)序邏輯電路:概述鎖存器和觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本邏輯單元。結(jié)構(gòu)特征:由組合邏輯電路和存儲(chǔ)電路組成,電路中存在反饋。工作特征：時(shí)序邏輯電路的工作特點(diǎn)是任意時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅與該當(dāng)前的輸入信號(hào)有關(guān)，而且與此前電路的狀態(tài)有關(guān)

2、。數(shù)字電路中除組合邏輯電路外，還包括另一類具有記憶功能的電路-----時(shí)序邏輯電路。2、鎖存器與觸發(fā)器共同點(diǎn)：具有0和1兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)不同的輸入信號(hào)，可將輸出置成0或1。一旦狀態(tài)被確定，就能自行保持,即使輸入信號(hào)消失。一個(gè)鎖存器或觸發(fā)器能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制碼。不同點(diǎn)：鎖存器---對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)電路，在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。觸發(fā)器---對(duì)脈沖邊沿敏感的存儲(chǔ)電路，在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿的變化瞬間改變狀態(tài)。CPCP5.1雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路5.1.1雙穩(wěn)態(tài)的概念5.1.2雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路5.1雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路5.1.1雙穩(wěn)態(tài)的概念反饋5.1.2雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路Q

3、端的狀態(tài)定義為電路輸出狀態(tài)。當(dāng)Q=1時(shí)，稱為電路的1狀態(tài);當(dāng)Q=0時(shí)，稱為電路的0狀態(tài);電路有兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端1.電路結(jié)構(gòu)2、數(shù)字邏輯分析——電路具有記憶1位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的功能。如Q=1如Q=01001101100——電路只存在0和1這兩種可以長(zhǎng)期保持的穩(wěn)定狀態(tài),故被稱為雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路,簡(jiǎn)稱雙穩(wěn)態(tài)電路。5.2.1SR鎖存器5.2鎖存器5.2.1D鎖存器鎖存器與觸發(fā)器:共同點(diǎn)：具有0和1兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一旦狀態(tài)被確定，就能自行保持。一個(gè)鎖存器或觸發(fā)器能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制碼。不同點(diǎn)：鎖存器---對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)電路，在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。觸發(fā)器---對(duì)脈沖邊沿敏感的存儲(chǔ)電

4、路，在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿的變化瞬間改變狀態(tài)。CPCP5.2.1SR鎖存器5.2鎖存器1.基本SR鎖存器邏輯符號(hào)：輸入端反饋輸出端由兩個(gè)或非門組成RS1)工作原理R=0、S=0狀態(tài)不變00若初態(tài)Qn=1101若初態(tài)Qn=001000初態(tài)：R、S信號(hào)作用前Q端的狀態(tài)，初態(tài)用Qn表示。次態(tài)：R、S信號(hào)作用后Q端的狀態(tài)次態(tài)用Qn+1表示。無論初態(tài)Qn為0或1，鎖存器的次態(tài)為1態(tài)。信號(hào)消失后新的狀態(tài)將被記憶下來。R=0、S=1置1S稱為置1輸入端高電平有效01若初態(tài)Qn=1101若初態(tài)Qn=0010110無論初態(tài)Qn為0或1，鎖存器的次態(tài)為0態(tài)。信號(hào)消失后新的狀態(tài)將被記憶下來。10若

5、初態(tài)Qn=1110R=1、S=0置0若初態(tài)Qn=0100101R稱為復(fù)位輸入端或清零(0)端高電平1有效S=1、R=1無論初態(tài)Qn為0或1，觸發(fā)器的次態(tài)、都為0。狀態(tài)不確定約束條件:SR=0當(dāng)S、R同時(shí)回到0時(shí)，使得觸發(fā)器最終穩(wěn)定狀態(tài)也不能確定。在正常工作時(shí),輸入信號(hào)要遵守約束條件。觸發(fā)器的輸出既不是0態(tài)，也不是1態(tài)1100Qn+1RS功能Qn功能表01置1110110置000011101××不定00保持01013）工作波形由6個(gè)NOMOS管構(gòu)成的基本SR鎖存器電路,其中T1~T3和T4~T6分別構(gòu)成兩個(gè)或非門并實(shí)現(xiàn)交叉耦合。4）用與非門構(gòu)成的基本SR鎖存器、a.電路圖c.國(guó)標(biāo)邏

6、輯符號(hào)工作原理R=1、S=1狀態(tài)不變11101若初態(tài)Qn=1若初態(tài)Qn=011010無論初態(tài)Qn為0或1，鎖存器的次態(tài)為0態(tài)。信號(hào)消失后新的狀態(tài)將被記憶下來。R=0、S=1置010011若初態(tài)Qn=110010若初態(tài)Qn=0無論初態(tài)Qn為0或1，鎖存器的次態(tài)為1態(tài)。信號(hào)消失后新的狀態(tài)將被記憶下來。R=1、S=0置101101若初態(tài)Qn=101100若初態(tài)Qn=0S=0、R=0無論初態(tài)Qn為0或1，觸發(fā)器的次態(tài)、都為1。狀態(tài)不確定約束條件:在正常工作時(shí),輸入信號(hào)要遵守約束條件。觸發(fā)器的輸出既不是0態(tài)，也不是1態(tài)00111若初態(tài)Qn=1即:SR=0b.功能表不定10010100101

7、不變11不變Q約束條件:SR=0例基本SR鎖存器消除機(jī)械開關(guān)振動(dòng)引起的抖動(dòng)現(xiàn)象SR2.邏輯門控SR鎖存器電路結(jié)構(gòu)國(guó)標(biāo)邏輯符號(hào)簡(jiǎn)單SR鎖存器使能信號(hào)控制門電路鎖存使能輸入端工作原理S=0，R=0：Qn+1=QnS=1，R=0：Qn+1=1S=0，R=1：Qn+1=0S=1，R=1：Qn+1=Qn+1=0,鎖存器處于不確定的狀態(tài)。當(dāng)E恢復(fù)為0時(shí),Q3和Q4同時(shí)回到0,由G1和G2構(gòu)成的基本鎖存器將出現(xiàn)圖5.2.3中5的情況,將不能確定鎖存器的狀態(tài)。E=1：E=0：G3和G4被封鎖,S