1,同时反馈到G4和G5的输入端,使在C=1期间不论输入信号D作如何变化,只能改变G6的输出状态,而其他门均保持不变,即触发器保持1状态不变。
维持阻塞D触发器具有在时钟脉冲上升沿触发的持点,其逻辑功能为:输出端Q的状态随着输入端D的状态而变化,但总比输入端状态的变化晚一步,即某个时钟脉冲来到之后Q的状态和该脉冲来到之前D的状态一样。即有:
Qn+1=D C上升沿时刻有效
1 2 3 4 SD D C RD Q C D Q Q 图6-3-8维持阻塞D触发器图的逻辑符号 图6-3-9维持阻塞D触发器的波形图
6.3.4主从JK触发器
J C K SD S1 主 Q1 & C1 触发R Q1 & 1器 RD S2 从 Q2 触C2 发R2 器 Q2 Q Q Q Q SD J C K RD
工作原理:
1 (b) 逻辑符号 (a) 电路 图6-3-10 主从JK触发器及其逻辑符号
(1)接收输入信号的过程。
C=1时,主触发器被打开,可以接收输入信号J、K,其输出状态由输入信号的状态决定。但由于C?0,从触发器被封锁,无论主触发器的输出状态如何变化,对从触发器均无影响,即触发器的输出状态保持不变。
(2)输出信号过程
当C下降沿到来时,即C由1变为0时,主触发器被封锁,无论输入信号如何变化,对主触发器均无影响,即在C=1期间接收的内容被存储起来。同时,由于C由0变为1,从触发器被打开,可以接收由主触发器送来的信号,其输出状态由主触发器的输出状态决定。在C=0期间,由于主触发器保持状态不变,因此受其控制的从触发器的状态也即Q、Q的值当然不可能改变。主从JK触发器的输出状态取决于C下降沿到来时刻输入信号J、K的状态,避免了空翻现象的发生。
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(3)逻辑功能分析:
①J=0、K=0。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=KQ=0、S1?JQ?0,在C=1时主触发器保持0状态不变;当C从1变0时,由于从触发器的R2=1、S2=0,也保持为0状态不变。如果触发器的初始状态为1,当C从1变0时,触发器则保持1状态不变。可见不论触发器原来的状态如何,当J=K=0时,触发器的状态均保持不变。即Qn?1?Qn。
②J=0、K=1。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=0,在C=1时主触发器保持0状态不变;当C从1变0时,由于从触发器的R2=1、S2=0,也保持为0状态不变。如果触发器的初始状态为1,则由于R1=1、S1=0,在C=1时将主触发器翻转为0状态;当C从1变0时,从触发器状态也翻转为0状态。可见不论触发器原来的状态如何,当J=0、K=1时,输入时钟脉冲C后,触发器的状态均为0状态。即Qn?1?0。
③J=1、K=0。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=1,在C=1时主触发器翻转为1状态;当C从1变0时,由于从触发器的R2=0、S2=1,也翻转为1状态。如果触发器的初始状态为1,则由于R1=0、S1=0,在C=1时主触发器状态保持1状态不变;当C从1变0时,由于从触发器的R2=0、S2=1,从触发器状态也状态保持1状态不变。可见不论触发器原来的状态如何,当J=1、K=0时,输入时钟脉冲C后,触发器的状态均为1状态。即Qn?1?1。
④J=1、K=1。设触发器的初始状态为0,此时主触发器的R1=0、S1=1 ,在C=1时主触发器翻转为1状态;当C从1变0时,由于从触发器的R2=0、S2=1,也翻转为1状态。如果触发器的初始状态为1,则由于R1=1、S1=0,在C=1时将主触发器翻转为0状态;当C从1变0时,由于从触发器的R2=1、S2=0,从触发器状态也翻转为0状态。可见不论触发器原来的状态如何,当J=1、K=1时,输入时钟脉冲C后,触发器的状态必定与原来的状态相反,即Qn?1?Qn。由于每来一个时钟脉冲C触发器状态翻转一次,所以这种情况下的JK触发器具有计数功能。
表6-3-3主从JK触发器的逻辑功能表
J K 0 0 0 1 1 0 1 1 Qn?1 功能 保持 置0 置1 翻转 Qn 0 1 Qn 7
C J K Q 图6-3-11主从JK触发器的波形图 JK触发器的特征方程是:Qn?1?JQn?KQn (C下降沿时刻触发) 6.3.5触发器逻辑功能的转换
在双稳态触发器中,除了RS触发器和JK触发器外,根据电路结构和工作原理的不同,还有众多具有不同逻辑功能的触发器。根据实际需要,可将某种逻辑功能的触发器经过改接或附加一些门电路后,转换为另一种逻辑功能的触发器。
1、JK触发器→D触发器
D触发器逻辑功能:在C时钟脉冲控制下, D=0时触发器置0,D=1情触发器置1即Qn+1=D。
功能表如表6-3-4所示,图6-3-12(a) 所示为将JK触发器转换成D触发器的接线图,图6-3-12(b) 所示为D触发器的逻辑符号。
表6-3-4 D触发器的逻辑功能表
D 1 功能 置0 置1 J C K C Q Q
D 0 1 Qn?1 0 1 SD Q D C Q RD (a) 电路 (b)逻辑符号 图6-3-12 D触发器的构成及其逻辑符号 2、JK触发器→T触发器
T触发器逻辑功能:在C时钟脉冲控制下,T=0时触发器的状态保持不变,Qn+1=Qn; T=1时触发器翻转,Qn?1?Qn。
功能表如表6-3-5所示,图6-3-13(a) 所示为将JK触发器转换成T触发器的接线图,图6-3-13(b) 所示为T触发器的逻辑符号。
表6-3-5 T触发器的功能表
T J C K C Q Q
T 0 1 Qn?1n 功能 保持 翻转 Q SD Q T C Q RD Qn (a) 电路 (b)逻辑符号 图6-3-13 T触发器的构成及其逻辑符号 3、D触发器→T'触发器
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T'触发器的逻辑功能:每来一个时钟脉冲翻转一次, 即Qn?1?Qn。将D触发器的Q端反馈联接到D端,则Qn?1?D?Qn,即可将D触发器转换T'触发器如图6-3-14 所示。
C D C Q Q J C K Q Q C 图6-3-14 D触发器构成T'触发器 图6-3-15 JK触发器构成T'触发器
4、JK触发器→T'触发器
由JK触发器的逻辑功能可知,当JK触发器的J、K端同时为1时,每来一个时钟脉冲C,触发器的状态翻转一次,所以将JK触发器的J、K端都接高电平或悬空时,即成为T'触发器
例6-3-1利用基本RS触发器,消除机械开关振动引起的干扰脉冲。
(a)电路 (b) 输出电压波形
图6-3-16 机械开关的干扰脉冲
(a) 电路 (b) 输出电压波形
图6-3-16机械开关的干扰脉冲
解:机械开关的干扰脉冲如图6-3-16所示,利用基本RS触发器,B有0置0,A有0置1,消除了机械开关振动的影响,如图6-3-17所示。
(a)电路 (b)电压波形
图6-3-17例6-3-1解答用图
例6-3-2在如图6-3-18所示电路中,设触发器F0、F1的初始状态均为0,试画出在
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图中所示C和X的作用下Q0、Q1和Y的波形。
Q0X1CJ Q C F0K QJ Q F1 CK QQ1C& Y X 图6-3-18
解:F0的驱动方程为J0?K0?X,F1的驱动方程为J1?K1?Q0,故F0在X为0时置0,X为1时置1,F1在Q0为0时置0,Q0为1时置1。而Y?Q0Q1,故当Q0为1且Q0为0时Y?1。据此可画出Q0、Q1和Y的波形,如图6-3-19所示。
CXQ0Q1Y
图6-3-19例6-3-2解答用图
例6-3-3设计一个3人抢答电路。3人A、B、C各控制一个按键开关KA、KB、KC和一个发光二极管DA、DB、DC。谁先按下开关,谁的发光二极管亮,同时使其他人的抢答信号无效。
解:用门电路组成的基本电路如图6-3-20所示。开始抢答前,三按键开关KA、KB、KC均不按下,A、B、C三信号都为0,GA、GB、GC门的输出都为1,三个发光二极管均不亮。开始抢答后,如KA第一个被按下,则A=1,GA门的输出变为VOA=0,点亮发光二极管DA,同时,VOA的0信号封锁了GB、GC门,KB、KC再按下无效。
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