我是靠谱客的博主 朴素煎蛋,最近开发中收集的这篇文章主要介绍数电_第五章_触发器基本RS-FF同步FF/时钟FF主从触发器正边沿触发器触发器的应用触发器的分类,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

文章目录

  • 基本RS-FF
    • 与非门构成的RS-FF
    • 或非门构成的RS-FF
  • 同步FF/时钟FF
    • 同步RS-FF
    • 同步D-FF
    • 同步JK-FF
    • 同步T-FF
    • 同步触发器的缺点
  • 主从触发器
    • 主从RS-FF
    • 主从JK-FF
    • 主从D-FF
      • 题型十:根据输入曲线画输出曲线
    • 主从T-FF
    • 主从触发器的问题
  • 正边沿触发器
    • 正边沿触发D-FF(维持阻塞D-FF)
    • 正边沿触发JK-FF
    • 正边沿触发T-FF
  • 触发器的应用
    • 分频电路
    • 消除噪声电路
  • 触发器的分类

组合逻辑电路的基本单元是逻辑门,其并没有记忆功能。

而时序逻辑的额基本单元是触发器FF,其具备了记忆功能。

其能够存储一位二进制信息,也被称为锁存器。

我们规定 Q Q Q是触发器的状态。

基本RS-FF

与非门构成的RS-FF

在这里插入图片描述
输入是低有效的,所以说当输入0的时候,对应输入端的功能生效。

请添加图片描述

其特征方程,或者说状态方程,也就是状态与输入的关系可以通过真值表求出。

在这里插入图片描述

或非门构成的RS-FF

在这里插入图片描述
R和S与Q的对应关系交叉了。同时变为了高有效。但是彼此之间的作用还是没变的。

同步FF/时钟FF

同步FF只有在同步信号到达时才按输入信号改变状态。

同步RS-FF

采用与非门构成的RS-FF。

在这里插入图片描述
时钟RS-FF的缺点在于存在不确定状态。

在CLK=1时,同步RS-FF存在四个状态,当CLK=0时,相当于保持。

同步D-FF

请添加图片描述
也就是说,同步D-FF只存在不同的输入,不存在相同的输入,而状态的保持通过CLK来控制。

同步JK-FF

在这里插入图片描述
S = J Q ˉ n , R = K Q n S=Jbar{Q}^n,R=KQ^n S=JQˉn,R=KQn
于是,根据同步RS-FF,有 Q n + 1 = S + R ˉ Q n = J Q n ˉ + K ˉ Q n Q^{n+1}=S+bar{R}Q^n=Jbar{Q^n}+bar{K}Q^n Qn+1=S+RˉQn=JQnˉ+KˉQn
请添加图片描述

激励表描述了状态发生变化时,输入是什么,等价于状态图。

请添加图片描述

同步T-FF

将JK触发器的J和K相连,转化为T输入。

请添加图片描述

同步触发器的缺点

在CLK=1期间,FF处于触发状态, Q n + 1 Q^{n+1} Qn+1随着输入信号 R , S , D , J , K , T R,S,D,J,K,T R,S,D,J,K,T的变化而变化,出现
空翻现象:一个CLK周期内, Q Q Q端只能变化一次,变化一次以上称为触发器的空翻。

请添加图片描述

就是说,只要时钟信号为1,输出会受到毛刺影响,一直在改变。

主从触发器

为了避免空翻,只要让输出的改变只取决于一个时刻即可,这也是主从触发器的思想。
主从触发器分为主触发器和从触发器,前者在CLK=1时工作,后者在CLK=0时工作,由于输入是从主触发器传入,所以显得输出是在下降沿触发。

主从RS-FF

请添加图片描述
主从SR-FF的结构就是两个同步SR-FF结合在一起,但分别输入两个相反的时钟信号。

其符号也与同步RS-FF相似,只是上面的符号变了。

特征方程为
Q n + 1 = S + R ˉ Q n Q^{n+1}=S+bar{R}Q^n Qn+1=S+RˉQn

主从JK-FF

请添加图片描述
输出在主触发器的输入处交叉。

特征方程为 Q n + 1 = S Q ˉ n + K ˉ Q n Q^{n+1}=Sbar{Q}^n+bar{K}Q^n Qn+1=SQˉn+KˉQn

主从D-FF

在这里插入图片描述

R ˉ D , R ˉ D bar{R}_D,bar{R}_D RˉD,RˉD分别代表着直接置位端和直接复位端,有着最高的优先级。

主从D-FF是主从JK-FF衍生而来。

题型十:根据输入曲线画输出曲线

在这里插入图片描述
画主从触发器曲线的核心要义是只关注下降沿前一时刻的信号。

一般不考虑一次变化现象。

对于画图来说,正边沿触发也好,负边沿触发也好,只用在乎前一瞬间的状态即可,不用管缺点。

在这里插入图片描述
前一瞬间的D是1,但是前一瞬间的复位端是0啊!。

在这里插入图片描述

  1. 明确输入;
  2. 有必要的话画出输入波形;
  3. D、JK、T都直接按公式画就行。

在这里插入图片描述
后者对前者有影响,于是走一段画一段;

首先确定是上升沿还是下降沿。
在边沿处,关注:

  1. 输入
  2. 复位端、置位端。

在边沿内,关注:复位端、置位端。

主从T-FF

在这里插入图片描述

主从触发器的问题

CLK=1期间,输入信号(J、K、T)不允许变化,否则会出现"一次变化"现象,使得FF输出状态不能反映CLK在下降沿瞬间,J、K端的状态,破坏了逻辑关系。(J和K总计只变化一次的话其实没影响,但还是不允许变化)

所以说,主从FF只适用于在CLK信号很窄的情况。

这个问题的意思就是,JK-FF和T-FF的特征方程可知,该时刻(第 n + 1 n+1 n+1个下降沿)的状态和上一时刻(第 n n n个下降沿)的状态有关,但是吧,在CLK=1期间,状态发生变化的话,这个 Q n Q^n Qn就可能不能再是第 n n n个下降沿时的状态了。

正边沿触发器

主从触发器出现一次变化现象的本质原因,还是因为在存入状态(CLK=1)时,有毛刺,输入对状态造成多次影响,存了好几次状态,导致锁住的状态和当时的输入对不上号。所以说,接下来的解决方案都是迫使输入只能存一次状态。

正边沿触发D-FF(维持阻塞D-FF)

请添加图片描述
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正边沿触发JK-FF

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具体结构可以不联想主从JK-FF,只要记住它是正边沿触发的,且不存在空翻即可。

正边沿触发T-FF

请添加图片描述

触发器的应用

分频电路

正边沿T触发器与时钟信号可以组建起二分频电路。

因为只在正边沿时触发一次,所以说,周期变为了原来的两倍。

请添加图片描述

消除噪声电路

当一个开关闭合时,在开关完全闭合之前的几毫秒时间内,有时会发生金属接触点之间的碰撞和跳动,然后逻辑在0、1之间疯狂切换。

可以使用基本RS-FF,开关闭合时,输入为01,输出为高电平,跳开时,输出为11,保持。

触发器的分类

按工作状态分:

  1. 双稳态触发器;
  2. 单稳态触发器;
  3. 无稳态触发器。

按结构分:

  1. 基本RS触发器;
  2. 同步触发器;
  3. 主从触发器;
  4. 边沿触发器。

按逻辑功能分:

  1. RS触发器;
  2. JK触发器;
  3. D触发器;
  4. T和T‘触发器

最后

以上就是朴素煎蛋为你收集整理的数电_第五章_触发器基本RS-FF同步FF/时钟FF主从触发器正边沿触发器触发器的应用触发器的分类的全部内容,希望文章能够帮你解决数电_第五章_触发器基本RS-FF同步FF/时钟FF主从触发器正边沿触发器触发器的应用触发器的分类所遇到的程序开发问题。

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