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项目五 集成触发器的应用

项目五 集成触发器的应用. 5.1 触发器概述 5.2 触发器间的相互转换 5.3 触发器的应用 5.4 555 定时器及其应用 5.5 常用触发器集成电路简介 本章小结. 主要内容. 触发器的概述； 基本及常用触发器介绍； 各类触发器之间的转换； 触发器的应用； 555 定时器及其应用； 常用触发器的列表。. 主要 技能. 熟练的掌握集成触发器的正确使用技能和功能检测技能 ； 能应用集成触发器构成具有特定功能的时序电路 ； 能完成电路的安装与功能调试。. 基本概念. 触发、触发器

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项目五 集成触发器的应用

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  1. 项目五 集成触发器的应用 • 5.1 触发器概述 • 5.2 触发器间的相互转换 • 5.3 触发器的应用 • 5.4 555定时器及其应用 • 5.5 常用触发器集成电路简介 • 本章小结

  2. 主要内容 • 触发器的概述； • 基本及常用触发器介绍； • 各类触发器之间的转换； • 触发器的应用； • 555定时器及其应用； • 常用触发器的列表。 主要技能 • 熟练的掌握集成触发器的正确使用技能和功能检测技能 ； • 能应用集成触发器构成具有特定功能的时序电路 ； • 能完成电路的安装与功能调试。

  3. 基本概念 • 触发、触发器 • 同步触发、边沿触发、主从触发 • 寄存器 • 分频器、计数器 • 施密特触发器、多谐振动器、单稳态触发器

  4. 设计项目： 改进型抢答器 功能要求： 改进简单抢答器电路，使其具有如下功能： （1）具有总清零及允许抢答控制开关S。开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。 （2）若有抢答信号从开关S1～S4中的任何一个输入时，与之对应的指示灯被点亮。此时，再按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯保持第一个开关按下时对应的状态不变。

  5. 电路组成：

  6. 触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路。 　　触发器具有记忆功能，能存储一位二进制数码。 　　触发器有三个基本特性： （1）有两个稳态，可分别表示二进制数码0和1，无外触发时可维持稳态； （2）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转）； （3）有两个互补输出端。 以下按触发器的电路结构、触发方式、逻辑功能分别进行介绍。

  7. 5.1.1 基本RS触发器 2、RS触发器的特征表 1、逻辑电路及逻辑符号 非法 复位 置0 置位 置1 保持 提 示： —— RS 触发器特征 1）全零非法，全1保持。 2）01置零，10置1。 3、RS 触发器的特征方程 R: Reset S: Set （约束条件）

  8. 基本RS触发器 基本RS锁存触发器 RS 触发器的特征方程

  9. 基本RS触发器的触发方式（动作特点）：逻辑电平直接触发。（由输入信号直接控制）基本RS触发器的触发方式（动作特点）：逻辑电平直接触发。（由输入信号直接控制） 在实际工作中，要求触发器按统一的节拍进行状态更新。措施： 同步触发器（时钟触发器或钟控触发器）：具有时钟脉冲CP控制的触发器。该触发器状态的改变与时钟脉冲同步。 CP：控制时序电路工作节奏的固定频率的脉冲信号，一般是矩形波。 同步触发器的状态更新时刻：受CP输入控制。 触发器更新为何种状态：由触发输入信号决定。

  10. CP 电 平 触 发 t tx 2. 触发器的触发方式 （1）电平控制触发 只有CP=1时（高电平有效）， 触发器的状态才由输入信号 R和S来决定。

  11. ①功能表（在CP=1期间有效） 现态：CP脉冲作用前触发器的原状态，用Qn表示； 次态：CP脉冲作用后触发器的新状态，用Qn+1表示。 同步RS触发器功能表 R为高电平有效触发 R、S不允许同时有效 S为高电平有效触发

  12. ②工作波形（又称为时序图，设初态为0 ） 置1 保持 置0 置1 同步RS触发器的时序图

  13. 2. 触发器的触发方式 （2）边沿控制触发

  14. 1 1 1 0 0 0 0 5.1.3 各种逻辑功能的触发器 1. T ’触发器 边沿触发 上升沿触发 特征方程: 1 0

  15. 你知道它们分别是什么触发方式吗? 2. T触发器 特征方程: 上升沿触发 下降沿触发

  16. 真值表（特征表） 提 示： T 触发器特征 T 零保持,T 1翻转。 T 触发器波形图

  17. 3. D 触发器 逻辑符号 D 触发器电路结构 想一想 它们有什么区别？ 真值表（特征表） D 触发器波形图 特征方程

  18. 简化符号 4. JK 触发器 JK 触发器电路结构 逻辑符号 特征方程

  19. JK 触发器波形图 特征方程 特征表 保持 置0 置1 提 示： —— J K 触发器特征 1）全零保持，全1翻转； 2）01置零，10置1。 翻转

  20. 同步触发器的空翻： 　　同步触发器在一个CP脉冲作用后，出现两次或两次以上翻转的现象称为空翻。 1 3 2

  21. 时钟电平触发 上升沿触发 主从JK触发器 下降沿触发 简化符号 主从JK 触发器（电路如下图所示） 提 示 JK主从触发器还增加了与控制时钟无关的异步置1 和置0端 。 主从JK 触发器的逻辑符号

  22. 提 示： —— T’触发器特征 翻转。 小 结 提 示： —— T 触发器特征 T 零保持,T 1翻转。 提 示： —— RS 触发器特征 1）全零非法，全1保持。 2）01置零，10置1。 提 示： —— D 触发器特征 跟随 D。 提 示： —— J K 触发器特征 1）全零保持，全1翻转； 2）01置零，10置1。

  23. JK触发器的特征方程 D触发器的特征方程 D CP 5.2 触发器间的相互转换 • JK触发器 D触发器 门 电 路

  24. 2. JK触发器T′触发器 JK触发器的特征方程 T CP T 触发器的特征方程 令J=T，K=T T 触发器: 门 电 路 1 T′触发器:

  25. JK触发器的特征方程 D触发器的特征方程 3. D 触发器JK 触发器

  26. T 触发器的特征方程 D触发器的特征方程 4. D 触发器T 触发器 异或 T′触发器

  27. 5.3 触发器的应用 在数字电路中，各种信息都是用二进制这一基本工作信号来表示的，而触发器是存放这种信号的基本单元。由于触发器结构简单，工作可靠，在基本触发器的基础上能演变出许许多多的其他应用电路，因此被广泛运用。特别是时钟控制的触发器为同时控制多个触发器的工作状态提供了条件，它是时序电路的基础单元电路，常被用来构造信息的传输、缓冲、锁存电路及其他常用电路。

  28. D0 D1 D2 D3 5.3.1 寄存器 1. 电路 每个触发器都能存储1位二进制信息，因此触发器可用来构成寄存器。

  29. 5.3.2 移位寄存器 1. 电路 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 2. 电路工作原理 在控制时钟的连续作用下，被存储的二进制数（0101）一位接一位地从左向右移动，根据D触发器的特点，当时钟脉冲沿到来时，输出端的状态与输入端状态相同，。所以时钟端CP每来一个脉冲都会引起所有触发器状态向右移动一位，若来4 个时钟脉冲，移位寄存器就存储了4 位二进制信息Q0Q1Q2Q3= 0101。

  30. 5.3.3 单脉冲去抖电路 　 利用基本RS触发器的记忆功能消除机械开关振动引起的干扰脉冲。 干扰脉冲

  31. B有0就置0 A有0就置1 S悬空，触发器保持之前输出 . 利用基本RS触发器消除机械开关振动的影响 （a）电路 （b）电压波形

  32. 5.3.4 分频电路 1. 电路 它实现的是几分频? 如何实现四分频？

  33. 2. 倍频电路 倍频电路及波形

  34. 5.4 555定时器及其应用 555定时器：数字—模拟混合的多功能集成电路。 555定时器：电路结构简单，使用方便、灵活 　　在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了十分广泛的应用。 只要在555定时器的周围加上少量的阻容元件，就可以构成前面我们学过的施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器等电路。

  35. 双极型产品 CMOS产品 单555型号的最后几位数码 555 7555 双555型号的最后几位数码 556 7556 优点 驱动能力较大 低功耗、高输入阻抗 电源电压工作范围 5~16V 3~18V 负载电流 可达200mA 可达4mA 　　各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引线排列都完全相同。

  36. VCC 5.4.1 555定时器 Q 1、电路结构 UC1 • UR1 分压器 比较器C1、C2 基本RS 触发器 输出缓冲G3 集电极开路放电三极管T UC2 UR2 • VCC 2、各引脚作用

  37. VCC 1 0 1 UC1 Q UR1 1 1 0 UC2 VCC UR2 555定时器的工作原理

  38. 555定时器表示符号 NE555

  39. 5.4.2 555定时器的应用 1、构成施密特触发器

  40. 施密特触发器特点： 　　⑴ 电路有两种稳定状态。两种稳定状态的维持和转换完全取决于外加触发信号；触发方式：电平触发。 　　⑵ 电压传输特性特殊，电路有两个转换电平： 上限阈值电平UT+＝（2/3)VCC 下限阈值电平UT－ ＝（1/3)VCC 　　回差电压＝ UT+－ UT－＝（1/3)VCC

  41. （b）脉冲幅度鉴别 （c）整形 （a）波形变换 （3）施密特触发器的用途

  42. 2、555定时器构成多谐振荡器

  43. 多谐振荡器特点： 　（1）多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。 （2）通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发。 （3）输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡器。

  44. 电路 图a 单稳态触发器 图b 波形图 3、555定时器构成单稳态触发器 输入端2采用负脉冲触发。平时uI=1。

  45. 单稳态触发器工作特点： 　（1）它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态； （2）在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转到暂稳态； （3）在暂稳态维持一段时间后，将自动返回稳态，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与外加触发信号无关。

  46. 单稳态触发器的应用 　　单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。 ①脉冲延时 　　如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。 单稳电路的延时作用 uO的下降沿比uI的下降沿延迟了tw的时间。

  47. ②　脉冲定时 　　单稳态触发器能够产生一定宽度tw的矩形脉冲，利用这个脉冲去控制某一电路，则可使它在tw时间内动作(或者不动作)。 脉冲定时

  48. （1）555定时器电路结构和工作原理 关键：复位端RD的处理、两个电压比较器的工作特点 （2）555定时器的应用 由555定时器构成施密特触发器电路、波形图 由555定时器构成多谐振荡器电路、波形图 由555定时器构成单稳态触发器电路、波形图 本节小结：

  49. 5.5 　集成触发器及其应用

  50. 1.集成JK触发器 （1） 74LS112的外引脚图和逻辑符号 74LS112为负边沿触发的双JK触发器。SD、RD分别为异步置1端和异步置0端，均为低电平有效。 集成JK触发器74LS112 (a) 外引脚图 (b) 逻辑符号

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