资源简介

15 组合逻辑电路和时序逻辑电路
【课题】
15.1 触发器
【教学目标】
解释RS触发器的工作原理。区分JK触发器、D触发器的逻辑功能。
【教学重点】
1．RS触发器。
2．J触发器。
【教学难点】
同步RS触发器。
【教学过程】
【一、复习】
与非门逻辑关系和逻辑表达式。
【二、引入新课】
触发器在数字电子技术中起基础作用。由于它具有两个相反的稳定输出状态，是一种具有记忆功能的逻辑器件。逻辑状态表是描述触发器各种不同逻辑状态的。
【三、讲授新课】
15.1.1　RS触发器
1．基本RS触发器
（1）基本RS触发器：两个与非门交叉连接就构成了一个基本RS触发器，如图15.1（a）所示。图15.1（b）是它的逻辑符号。
（a） （b）
图15.1　基本RS触发器
（2）和是信号输入端，用小圆圈表示负脉冲输入有效。Q端的状态规定为触发器的状态，当Q1、0时，称触发器为1状态；反之触发器为0状态。
（3）当1时，若触发器原状态Q1、0，G1的输出0；G2的输出Q1。触发器的状态还是1状态。同样若触发器原状态为Q0、1，输入信号1时，触发器的状态也不变。可见在== 1时，触发器的状态并不变化，这就是触发器“保持”的逻辑功能，也称为记忆功能。
（4）当0、1时，不管触发器原有的状态是0状态还是1状态，G1的输出1；G2的输出Q0。不管触发器原来处于什么状态，在输入端加0、1信号后，触发器的状态为0状态，即Q0、1。这就是触发器的置0或复位功能。端也称为置0端或复位端。
（5）当1、0时，不管触发器原有的状态是0状态还是1状态，G2的输出Q1；G1的输出0。不管触发器原来处于什么状态，在输入端加0、1信号后，触发器的状态为1状态，即Q1、0。这就是触发器的置1或置位功能。端也称为置1端或置位端 。
（6）当0时，G1、G2的输出都为1，根据触发器状态的规定，它既不是1状态，也不是0状态，破坏了Q和的互补关系。当和信号同时撤除后，触发器的下一个状态是0状态还是1状态很难确定。所以，、同时为0的输入方式应禁止出现。
基本RS触发器的逻辑状态如表15.1所示。图15.2是其工作波形图。
表15.1　基本RS触发器的逻辑状态表
Q 逻辑功能
0 1 0 置0
1 0 1 置1
1 1 原状态 保持
0 0 不定 应禁止
图15.2　基本RS触发器工作波形图
基本RS触发器也可采用或非门组成，输入信号应采用正脉冲。其逻辑符号中输入端靠近方框处无小圆圈。
2．同步RS触发器
（1）同步RS触发器：触发器状态的改变与时钟脉冲CP同步进行。如图15.3所示。
图15.3　同步RS触发器
（2）当CP0时，G3、G4均被封锁，不论RS信号如何变化，G1、G2组成的基本RS触发器状态保持不变。
（3）当CP1时，G3、G4被打开，G3、G4的输出就是S、R信号取反。
（4）同步RS触发器的逻辑状态表如表15.2所示，图15.4是它的工作波形图。
表15.2　同步RS触发器的逻辑状态表
CP R S Q 逻辑功能
0 × × 原状态 保持
1 0 0 原状态 保持
1 0 1 1 置1
1 1 0 0 置0
1 1 1 不定 应禁止
图15.4　同步RS触发器工作波形图
（5）存在的问题：在CP1期间，如果输入信号发生多次变化，同步RS触发器的输出可能发生多次翻转，不能满足每来一个CP脉冲，输出状态只发生一次翻转的要求。
*15.1.2 主从JK触发器
1．主从JK触发器：由两个同步RS触发器组成，前一种称主触发器，后一级称从触发器。如图15.5（a）所示。
（a） （b）
图15.5　主从JK触发器
2．异步输入端：不受时钟脉冲CP的控制，0时，触发器被置位到1；0时，触发器被复位到0。图15.5（b）为逻辑符号。
3．主从JK触发器在CP1时，接收输入信号，在CP下降沿输出相应的状态。表15.3是逻辑状态表。图15.6是工作波形图。
表15.3　主从JK触发器的逻辑状态表
J K Q 逻辑功能
0 0 原状态 保持
0 1 0 置0
1 0 1 置1
1 1 翻转
图15.6　JK触发器工作波形图
*15.1.3　D触发器
逻辑符号如图15.7所示。CP处不加小圆圈，表明触发器是由CP脉冲的上升沿触发。其逻辑状态表如表15.4所示。图15.8是它的工作波形图。
表15.4　D触发器的逻辑状态表
D Qn+1 逻辑功能
0 0 置0
1 1 置1
图15.7　D触发器的逻辑符号
图15.8　D触发器工作波形图
15.1.4　T触发器
图15.9是它的逻辑符号图。表15.5是它的逻辑状态表。
表15.5　T触发器的逻辑状态表
T Qn+1 逻辑功能
0 Qn 保持
1 Qn 翻转
图15.9　T 触发器的逻辑符号图　 　 图15.10　T 触发器工作波形图
【四、小结】
1．触发器共同的特点是都有两个稳定的输出状态（0状态和1状态），都能够接收、保存和输出信号。
2．基本RS触发器。具有两种相反的稳定输出状态，即：Q0、1或Q1、0的记忆功能。
3．同步RS触发器。在CP1期间触发器的输出仍然受R、S信号的直接控
制。
4．主从JK触发器。将输入信号的接收和输出状态的翻转两个过程分开。
克服了同步RS触发器在CP1期间，触发器的输出仍然受输入信号直接控制的问题。
5．D触发器与T触发器。这两种不同逻辑功能触发器均为主从触发器，分析方法与主从JK触发器完全相同。
【五、习题】
一、是非题：1、6、7、8；二、选择题：1、2；三、填空题：3、6、7。

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