第四《数字电子技术基础》教案课时章节或第四章触发器课题名称基本触发器、主从触发器、主从J、边沿触发器的电路结构、工作特点、1.功能、描述方法与逻辑功能间的关系：2.边沿触发器的特点及抗干扰能力强的原因；教学内容3．产生“空翻”和“一次翻转”的原因；4.常用RS、JK、D、T触发器集成芯片的使用。理解基本R、S触发器的功能、描述方法、电路结构与工作特点；1.2.熟悉同步R、S触发器、D触发器的特点及电路结构；3.掌握主从R、S触发器、主从J、K触发器的特点：掌握边沿触发器的特点教学目标及抗干扰能力强的原因；4.熟练掌握主从J、K触发器、各类边沿触发器的功能描述方法及电路结构与逻辑功能间的关系；5.熟练掌握常用RS、JK、D、T触发器集成芯片的使用。主从R、S触发器、主从J、K触发器的特点：主从J、K触发器、各类边沿触教学要点发器的功能描述方法及电路结构与逻辑功能间的关系。及难点复习要点触发器是构成时序逻辑电路的基本单元，本章是学习第五章一一时序逻辑电路或题目的基础。借用学习组合逻辑电路的方法来分析各类触发器：在各类触发器的比较中加深教学方法与对触发器的学习：详细讲述基本触发器的分析方法，对主从触发器和边沿触发教学手段器采用引导的方法让学生先作初步分析，教师加以修正及加深。说明4.1概述4.2基本RS触发器4.3同步触发器(即锁存器)：2学时教学时间4.4主从触发器安排4.5边沿触发器：2学时4.6集成触发器应用举例：2学时作业布置（预习、思考题、练本教材P125~P127:T4.1,4.2.4.4,4.10,4.11,4.13习、参考资料等）
《数字电子技术基础》教案 第四 章 课时章节或 课题名称 第四章 触发器 教学内容 1． 基本触发器、主从触发器、主从 J、边沿触发器的电路结构、工作特点、 功能、描述方法与逻辑功能间的关系； 2． 边沿触发器的特点及抗干扰能力强的原因； 3． 产生“空翻”和“一次翻转”的原因； 4． 常用 RS、JK、D、T 触发器集成芯片的使用。 教学目标 1． 理解基本 R、S 触发器的功能、描述方法、电路结构与工作特点； 2． 熟悉同步 R、S 触发器、D 触发器的特点及电路结构； 3． 掌握主从 R、S 触发器、主从 J、K 触发器的特点；掌握边沿触发器的特点 及抗干扰能力强的原因； 4． 熟练掌握主从 J、K 触发器、各类边沿触发器的功能描述方法及电路结构与 逻辑功能间的关系； 5． 熟练掌握常用 RS、JK、D、T 触发器集成芯片的使用。 教学要点 及难点 主从 R、S 触发器、主从 J、K 触发器的特点；主从 J、K 触发器、各类边沿触 发器的功能描述方法及电路结构与逻辑功能间的关系。 复习要点 或题目 触发器是构成时序逻辑电路的基本单元，本章是学习第五章——时序逻辑电路 的基础。 教学方法与 教学手段 说明 借用学习组合逻辑电路的方法来分析各类触发器；在各类触发器的比较中加深 对触发器的学习；详细讲述基本触发器的分析方法，对主从触发器和边沿触发 器采用引导的方法让学生先作初步分析，教师加以修正及加深。 教学时间 安排 4.1 概述 4.2 基本 RS 触发器 4.3 同步触发器(即锁存器)：2 学时 4.4 主从触发器 4.5 边沿触发器：2 学时 4.6 集成触发器应用举例：2 学时 作业布置 （预习、思 考题、练 习、参考资 料等） 本教材 P125~P127：T4.1,4.2,4.4,4.10,4.11,4.13
第四《数字电子技术基础》教案第4章触发器4.1概述一.触发器概念及其特点能够存储一位二进制信息的基本单元电路称为触发器。触发器的两个基本特点：①具有两个能自行保持的稳定状态，可分别用来表示二进制数的0和1。②接收输入信号后，两个稳定状态可以相互转换。输入信号消失后，已经转换的稳定状态可长期保持。当触发器接收输入信号，由一个稳定状态转换到另一个稳定状态时。通常把接收输入信号之前的状态称为现态，记作Q”，将接收输入信号之后的状态称为次态，记作Q"+。触发器的结构：它由门电路构成，有两个互补的输出端，分别用Q和表示。二.触发器的分类①按触发器的电路结构形式的不同来划分有：基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、维持阻塞触发器、CMOS边沿触发器等。不同的电路结构形式，在接收输入信号的时刻，状态的变化过程等有不同的特点。②按触发器存储数据原理的不同来划分有：动态触发器和静态触发器。其中，通过MOS管栅极输入电容上存储电荷来存储数据者称为动态触发器，通过电路状态的自锁来存储数据者称为静态触发器。4.2基本RS触发器用与非门组成的基本RS触发器（1）电路结构：由门电路组成的，它与组合逻辑电路的根本区别在于，电路中有反馈线，即门电路的输入、输出端交叉耦合。9Q1010Q1&RSORS（2）逻辑功能触发器有两个互补的输出当Q=1时@=0，称为触发器的1状态；端：当Q=0时0=1，称为触发器的0状态
《数字电子技术基础》教案 第四 章 第 4 章 触发器 4.1 概述 一. 触发器概念及其特点 能够存储一位二进制信息的基本单元电路称为触发器。 触发器的两个基本特点 ： ①具有两个能自行保持的稳定状态，可分别用来表示二进制数的 0 和 1。 ②接收输入信号后，两个稳定状态可以相互转换。输入信号消失后，已经转换的稳定状态可长期 保持。 当触发器接收输入信号，由一个稳定状态转换到另一个稳定状态时。通常把接收输入信号之前的 状态称为现态，记作 Q n ，将接收输入信号之后的状态称为次态，记作 Q n+1 。 触发器的结构：它由门电路构成，有两个互补的输出端，分别用 Q 和 Q 表示。 二. 触发器的分类 ①按触发器的电路结构形式的不同来划分有：基本 RS 触发器、同步 RS 触发器、主从触发器、维 持阻塞触发器、CMOS 边沿触发器等。不同的电路结构形式，在接收输入信号的时刻，状态的变化过 程等有不同的特点。 ②按触发器存储数据原理的不同来划分有：动态触发器和静态触发器。其中，通过 MOS 管栅极 输入电容上存储电荷来存储数据者称为动态触发器，通过电路状态的自锁来存储数据者称为静态触发 器。 4.2 基本 RS 触发器 一．用与非门组成的基本 RS 触发器 （1）电路结构:由门电路组成的，它与组合逻辑电路的根本区别在于，电路中有反馈线，即门电路 的输入、输出端交叉耦合。 （2）逻辑功能 触发器有两个互补的输出 端： G & & G 1 2 R S Q Q R S Q Q
第四《数字电子技术基础》教案用与非门组成的基本RS触发器的功能表0QRSQ"gn+1功能说明000不稳定状态00Ix0001置0（复位）&GI010100置1（置位）10110110保持原状态1111RS（3）波形分析例在用与非门组成的基本RS触发器中，设初始状态为O，已知输入R、S的波形图，画出两输出端的波形图。解：由基本RS触发器功能表知当R、S都为高电平时，触发器保持原状态不变：当S变低电平时，触发器翻转为1状态；当R变低电平时，触发器翻转为0状态；不允许R、S同时为低电平。RSQQ二：用或非门组成的基本RS触发器QQ010?RSSR这种触发器的触发信号是高电平有效，因此在逻辑符号的输入端处没有小圆圈
《数字电子技术基础》教案 第四 章 （3）波形分析 例 在用与非门组成的基本 RS 触发器中，设初始状态为 0，已知输入 R、S 的波形图，画出两输 出端的波形图。 解：由基本 RS 触发器功能表知当 R、S 都为高电平时，触发器保持原状态不变；当 S 变低电平 时，触发器翻转为 1 状态；当 R 变低电平时，触发器翻转为 0 状态；不允许 R、S 同时为低电平。 二．用或非门组成的基本 RS 触发器 这种触发器的触发信号是高电平有效，因此在逻辑符号的输入端处没有小圆圈。 R S Q Q G & & G 1 2 R S Q Q G G 1 2 S R Q Q ≥1 ≥1 R S Q Q
第四《数字电子技术基础》教案用或非门组成的基本RS触发骼的功能表波形分析：Rsgg功能说明0000保持原状态R11000011置1（置位）10110001置0（复位）1010O10X1不稳定状态O111X基本触发器的特点总结：（1）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。（2）有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能。（3）R为复位输入端，S为置位输入端，可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。（4）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号只需要作用很短的一段时间，即“一触即发”。4.3同步触发器（即锁存器）给触发器加一个时钟控制端CP，只有在CP端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。这种触发器称为同步触发器。同步RS触发器的电路结构00QQO0&1R&&G1R C11SRSCPCP逻辑功能二.当CP=0时，控制门G3、G4关闭，触发器的状态保持不变。当CP=1时，G3、G4打开，其输出状态由R、S端的输入信号决定
《数字电子技术基础》教案 第四 章 波形分析： 基本触发器的特点总结： （1）有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。 （2）有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能。 （3）R 为复位输入端，S 为置位输入端，可以是低电平有效，也可以是高电平有效，取决于触发 器的结构。 （4）由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号只需要作用很短的一段时间，即“一触 即发”。 4.3 同步触发器(即锁存器) 给触发器加一个时钟控制端 CP，只有在 CP 端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。这种 触发器称为同步触发器。 一．同步 RS 触发器的电路结构 二．逻辑功能 当 CP＝0 时，控制门 G3、G4 关闭，触发器的状态保持不变。 当 CP＝1 时，G3、G4 打开，其输出状态由 R、S 端的输入信号决定。 R S Q Q Q Q 1R C1 1S CP & & CP G3 G G & & G 1 2 Q Q R S
第四《数字电子技术基础》教案同步RS触发器的功能表RsQ"gn+1功能说明0000保持原状态00110011输出状态与S状态相同01110001输出状态与S状态相同0101110X输出状态不稳定RCP111x同步RS触发器的状态转换分别由R、S和CP控制，其中，R、S控制状态转换的方向；CP控制状态转换的时刻。触发器功能的几种表示方法三.触发器的功能除了可以用功能表表示外，还有几种表示方法：（1）特性方程由功能表画出卡诺图得特性方程：+SonQ=S+R01111000RRS=0（约束条件）0大000XXR=0S=1（2）状态转换图状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一R=XR=0个状态或保持原状不变S=0S=X时，对输入信号的要求。R=1S=0
《数字电子技术基础》教案 第四 章 同步 RS 触发器的状态转换分别由 R、S 和 CP 控制，其中，R、S 控制状态转换的方向；CP 控制 状态转换的时刻。 三．触发器功能的几种表示方法 触发器的功能除了可以用功能表表示外，还有几种表示方法： （1）特性方程 由功能表画出卡诺图得特性方程： （2）状态转换图 状态转换图表示触发器 从一个状态变化到另一 个状态或保持原状不变 时，对输入信号的要求。 & & CP G3 G G & & G 1 2 Q Q R S 1 0 1 1 0 × 0 × R 0 1 00 01 11 10 n+1 Q Q n S 0 1 R= S= 0 1 R= S= 1 0 R= S= × 0 R= S= 0 ×
第四《数字电子技术基础》教案同步RS触发器的驱动表Rgn + gn+ls00X0（3）驱动表0101驱动表是用表格的方式表示触发器从一个状态变化100到另一个状态或保持原状态不变时，对输入信号的要1求。x110（4）波形图触发器的功能也可以用输入输出波形图直观地表示出来。CpS.RQQ...四。同步触发器存在的问题空翻0QCPS&GROG&&C有效翻转空翻RSCP由于在CP=1期间，G3、G4门都是开着的，都能接收R、S信号，所以，如果在CP=1期间R、S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻
《数字电子技术基础》教案 第四 章 （3）驱动表 驱动表是用表格的方式表示触发器从一个状态变化 到另一个状态或保持原状态不变时，对输入信号的要 求。 （4）波形图 触发器的功能也可以用输入输出波形图直观地表示出来。 四．同步触发器存在的问题——空翻 由于在 CP=1 期间，G3、G4 门都是开着的，都能接收 R、S 信号，所以，如果在 CP=1 期间 R、S 发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。 在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。 CP R S Q Q & & CP G3 G G & & G 1 2 Q Q R S CP S R Q 有效翻转 空翻
第四《数字电子技术基础》教案主从触发器4.41O)0O一、主从RS触发器从1.电路结构&&G触由两级同步RS触发发器串联组成。aQQ.G,~G,组成从触器G&&dG发器，G,~G，组厂成主触发器。CP与CP'互补，0'O使两个触发器工1R C11S作在两个不同的&&Gs主时区内。触O发CP&&G7器GRCP2.工作原理主从触发器的触发翻转分为两个节拍：（1）当CP=1时，CP’=0，从触发器被封锁，保持原状态不变：主触发器工作，接收R和S端的输入信号。（2）当CP由1跃变到0时，即CP=0、CP=1。主触发器被封锁，输入信号R、S不再影响主触发器的状态：从触发器工作，接收主触发器输出端的状态。特点：（1）主从触发器的翻转是在CP由1变0时刻（CP下降沿）发生的。（2）CP一且变为0后，主触发器被封锁，其状态不再受R、S影响，因此不会有空翻现象。二、主从JK触发器1.电路结构主从RS触发器的缺点：使用时有约束条件RS=0。为此，将触发器的两个互补的输出端信号通过两根反馈线分别引到输入端的G7、G8门，这样，就构成了JK触发器
《数字电子技术基础》教案 第四 章 4.4 主从触发器 一、主从 RS 触发器 1．电路结构 由两级同步 RS 触 发器串联组成。 G 1～G 4 组成从触 发器，G 5 ～G 8 组 成主触发器。 CP 与 CP’互补， 使两个触发器工 作在两个不同的 时区内。 2．工作原理 主从触发器的触发翻转分为两个节拍： （1）当 CP＝1 时，CP’＝0，从触发器被封锁，保持原状态不变：主触发器工作，接收 R 和 S 端的输入信号。 （2）当 CP 由 1 跃变到 0 时，即 CP=0、CP’＝1。主触发器被封锁，输入信号 R、S 不再影响主 触发器的状态；从触发器工作，接收主触发器输出端的状态。 特点：（1）主从触发器的翻转是在 CP 由 1 变 0 时刻（CP 下降沿）发生的。 （2）CP 一旦变为 0 后，主触发器被封锁，其状态不再受 R、S 影响，因此不会有空翻现 象。 二、主从 JK 触发器 1．电路结构 主从 RS 触发器的缺点： 使用时有约束条件 RS=0。 为此，将触发器的两个互补的输出端信号通过两根反馈线分别引到输入端的 G7、G8 门，这样， 就构成了 JK 触发器。 Q Q 1R C1 1S CP ┌ ┌ G3 & & G4 G8 G CP 7 & G & G5 & 6 & 1 主 G9 触 发 器 从 触 发 器 ' ' G & & G 1 2 Q Q Q Q R S
第四《数字电子技术基础》教案9QOO&&CQQd1厂广O1K C11JCP&G1&KCP2.逻辑功能（1）功能表：（2）特性方程：JK触发器的功能表KongngitlK功能说明J100001110000保持原状态010100100输出状态与J状态相同00101输出状态与J状态相同11100AA每输入一个脉冲Q=JQ"+KQ"101输出状态改变一次（3）状态转换图（4）驱动表J=1表5.2.2JK触发器的驱动表K=XJKgg000XJ=00X11=×K-K=010x11X01J=XK= 1
《数字电子技术基础》教案 第四 章 2．逻辑功能 (1）功能表： （2）特性方程： （3）状态转换图 （4）驱动表 CP Q 1K 1J Q C1 ┌ ┌ K J ' Q & G 1 2 G Q & G & & 7 G 8 CP 5 & 4 & & & ' 6 1 G G G Q G G 3 Q 9 0 1 J= K= 0 × J= K= 1 × K= × J= K=0 × 1 J= 1 1 0 0 1 0 0 1 J 0 1 00 01 11 10 n+1 Q Q n K
第四《数字电子技术基础》教案例已知主从JK触发器J、K的波形如图所示，画出输出Q的波形图（设初始状态为0）在画主从触发器的波形图时，应注意以下两点：（1）触发器的触发翻转发生在时钟脉冲的触发沿（这里是下降沿）（2）判断触发器次态的依据是时钟脉冲下降沿前一瞬间输入端的状态。25346-CpK三：主从JK触发器存在的问题一次变化现象例已知主从JK触发器J、K的波形如图所示，画出输出Q的波形图（设初始状态为0)。解：画出输出波形如图示。02G&&G&&豆fXGs&&GLG,&&GCPR
《数字电子技术基础》教案 第四 章 例 已知主从 JK 触发器 J、K 的波形如图所示，画出输出 Q 的波形图（设初始状态为 0） 在画主从触发器的波形图时，应注意以下两点： （1）触发器的触发翻转发生在时钟脉冲的触发沿（这里是下降沿） （2）判断触发器次态的依据是时钟脉冲下降沿前一瞬间输入端的状态。 三．主从 JK 触发器存在的问题——一次变化现象 例 已知主从 JK 触发器 J、K 的波形如图所示，画出输出 Q 的波形图（设初始状态为 0）。 解：画出输出波形如图示。 CP J K 1 2 3 4 5 6 Q
第四《数字电子技术基础》教案CPK=00由此看出，主从JK触发器在CP=1期间，主触发器只变化（翻转）一次，这种现象称为一次变化现象。4.5边沿触发器一.集成边沿D触发器“双D触发器”CC74HC74，“四D触发器”CC40175，“六D触发器”CC40174都是CMOS边沿D触发器，CC74HC74的逻辑电路图，逻辑符号分别如图（a）（b）所示。从图(a)中可以看出CMOS边沿D触发器的主从触发器结构相同：都由基本触发器和传输门组成。Sp-dCPCPIG,GQinDezl≥1TG:TG,CcP2CPCPTG,: CPCPTG4-CPR.R.-G从触发器主触发器(b)逻辑符号(a)电路结构（a）CC40174的内部电路结构（h）逻辑符号2.工作过程（1）同步D触发器：该电路满足D触发器的逻辑功能，但有同步触发器的空翻现象
《数字电子技术基础》教案 第四 章 由此看出，主从 JK 触发器在 CP=1 期间，主触发器只变化（翻转）一次，这种现象称为一次变化 现象。 4.5 边沿触发器 一.集成边沿 D 触发器 “双 D 触发器”CC74HC74，“四 D 触发器”CC40175，“六 D 触发器”CC40174 都是 CMOS 边 沿 D 触发器，CC74HC74 的逻辑电路图，逻辑符号分别如图（a）（b）所示。从图(a)中可以看出 CMOS 边沿 D 触发器的主从触发器结构相同：都由基本触发器和传输门组成。 2. 工作过程 （1）同步 D 触发器： 该电路满足 D 触发器的逻辑功能，但有同步触发器的空翻现象。 CP J K=0 Q （a）CC40174的内部电路结构 （b）逻辑符号