关键词:
数字电路逻辑设计笔记(5):chap5 集成触发器
本章关注的是触发器的功能
如同门是组合逻辑电路的基本单元一样,触发器是时序逻辑电路的基本单元
组合逻辑电路的输出仅仅取决于当时的输入
时序逻辑电路的输出不仅仅取决于当时的输入,还与过去的状态有关系,时序电路有记忆功能
时序逻辑电路相当于组合电路加存储单元
X:外部输入 Q:内部输入
Z: 外部输出 Y : 内部输出
文章目录
时序逻辑电路简述
-
时序逻辑的基础:触发器
时序逻辑电路的结构和工作特点
1时刻的输入和1时刻的状态(现态)决定了1时刻的输出和2时刻的状态,在1时刻来看,2时刻的状态称为次态
2时刻的输入和2时刻的状态(现态)决定了2时刻的输出和3时刻的状态(次态)
时序逻辑电路的分类
-
根据电路的工作方式(电路中触发器的工作时刻是否统一),可分为
- 同步时序逻辑电路
- 异步时序逻辑电路
-
根据电路输出信号的决定关系(电路的输出函数),可分为
- 米里型(Mealy)
- 莫尔型(Moore)
-
逻辑功能划分
- 计数器
- 寄存器
- 特定信号发生器
时序逻辑电路的表示工具–状态表和状态图
组合逻辑电路中有五大工具:
组合逻辑中也有那5个工具+2个新工具
其中函数表达式更加复杂
-
状态表
-
状态图
状态表和状态图的转换
几种工具之间的转换
-
例
状态图标注可防止阅读时的混淆
触发器概述
触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。是具有记忆功能,能存储1位二进制信息的逻辑电路。
触发器的输入与输出
-
触发器的特点
-
状态说明
触发器的分类
触发器知识结构
§5.1 基本RS触发器(RSFF )
FF:flip-flop
一.电路结构和工作原理
注意:
与门、与非门中起决定性作用的是0
活门、或非门中起决定性作用的是1
-
电路结构:
-
功能表
-
约束条件
R ‾ \\overlineR R和 S ‾ \\overlineS S至少有一个为1
-
几种状态
-
无效态
-
“1”态
-
“0”态
-
-
符号
圆圈和非号就是强调低电平有效
圆圈和非号同时出现不是抵消,就是强调低电平有效
出现任意一个都是强调低电平有效
都不出现才表示高电平有效
二.基本RS触发器的功能描述
1.状态转移真值表
-
基本RS触发器的状态表
电路的次态可以理解为初态和输入信号的函数
2.特性方程
描述触发器或逻辑功能的函数表达式称为特性方程,又称状态方程或次态方程。
R:reset 清零
S: set 置一
R有效输出为0 R是清零端
S有效输出为1 S是置一端
-
次态 Q n + 1 Q^n+1 Qn+1的卡诺图
-
基本RS触发器的特性方程
3.状态转换图
-
描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称为状态转换图,简称状态图
4.波形图
工作波形图又称为时序图,是描述触发器输出状态随时间和输入信号变化规律的图形
从 0 0 变成 1 1的状态,不确定,要看门的延迟时间
§5.2 同步(钟控)触发器
★ 锁存器
CP: clock plus
一.同步(钟控)RS触发器–RS锁存器(Latch)
置0置1触发器
触发器和锁存器稍微有一点区别
触发器靠脉冲
锁存器靠电平
- 电路结构和工作原理
- 逻辑符号
-
功能表
-
状态表/卡诺图
-
特征方程
-
状态图
-
波形图
设一个初状态,一般设为0
二.同步(钟控) D触发器–D锁存器
跟随触发器
- 电路结构和工作原理
-
功能表
次态跟随激励D变化
-
状态图
输入激励是什么,就跟随成为什么
-
波形图
三.同步T触发器
-
逻辑电路图
-
工作原理
-
功能表
-
逻辑符号
此处T触发器的T激励是高有效
-
状态图
-
特征方程
T’触发器
(必翻触发器)
是T触发器的简单应用变形
- 令T始终为1
-
逻辑电路图
-
特征方程
§5.3 主从触发器
一.主从RS触发器
1.电路结构和工作原理
-
逻辑电路图
-
工作原理
-
逻辑符号
-
特征方程
2.主从RS触发器的动作特点
CLK=1期间,主触发器的状态 Q m Q_m Qm随输入信号 R , S R,S R,S的变化而变化;而输出端Q的状态更新发生在下降沿到来的时刻,但输出的状态不一定按此刻输入信号的状态来确定
-
脉冲触发方式
-
主从RS触发器的特点
二.主从JK触发器
电路结构和工作原理
-
逻辑电路图
由于两根返回线的存在,保证了等效的R与等效的S不可能出现同时为1的状态(因为两根返回线肯定有一个是0)
这个讲的超好:B站新手小牛
-
逻辑符号
-
状态表(卡诺图)
-
特征方程
-
JK触发器功能表
- J端 置1端(置位端)
- K端 置0端(复位端)
-
状态图(8个箭头!)
-
波形图
设初状态为0
-
JK触发器,00不变,11翻转;01,10 同 J
三、集成主从触发器简介
§5.4 边沿触发器(flip-flop)
触发器的状态更新仅发生在CP的边沿,且输出状态仅取决于该时刻输入信号的状态
一.边沿D触发器电路结构和工作原理
-
逻辑电路图
-
工作原理
-
逻辑符号
有圈表示下降沿触发
二.集成边沿触发器简介
§5.5 触发器逻辑功能与描述方法汇总
一.RS触发器
-
特性方程
-
状态表
-
状态转换图
二.JK触发器
形象记忆:J像1 ,置1
口诀:JK触发器,00不变,11翻转;01,10 同 J
-
特征方程
-
状态表
-
状态转换图
三.D触发器
-
特性方程
-
状态表
-
状态转换图
四.T触发器
将JK触发器的J和K相连作为T输入端就构成了T触发器
-
特征方程
-
状态表
-
状态转换图
T’触发器
§5.6 不同类型触发器之间的转换
一.D触发器->其他
1.D->JK
2.D->T/T’
二.JK触发器->其他
1.JK->D
2.JK->T
§5.7 触发器总结
-
电路结构、逻辑功能、触发方式的关系
-
锁存器与触发器的区别
-
触发器的动作特点归纳
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