“第4章触发器-2009,数字逻辑基础课程资料,来自西南财经大学”
本章主要介绍了数字逻辑中的关键元件——触发器,特别是2009年版的课程内容。触发器是数字系统中的基础存储单元,能够保持和转换数据状态。以下是关于触发器的详细知识点:
1. 基本触发器:
- 基本触发器包括RS触发器,它是所有其他触发器的基础。RS触发器由两个互补的输出端(Q和Q非)以及两个输入端(S - 置位端,R - 复位端)组成。当S为高电平,R为低电平时,触发器置位(Q=1),反之,R为高电平,S为低电平时,触发器复位(Q=0)。如果S和R同时为高,或者同时为低,触发器会处于不定状态,这在实际应用中应避免。
2. TTL集成触发器:
- TTL(Transistor-Transistor Logic)是一种常见的数字集成电路技术,用于制造触发器和其他逻辑门。TTL触发器通常具有高速度和良好的噪声容限,但功耗相对较高。
3. MOS触发器:
- MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)触发器基于MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)技术,分为NMOS(N沟道MOS)和PMOS(P沟道MOS)类型。MOS触发器具有较低的静态功耗,但速度可能较TTL慢。
4. 触发器逻辑功能分类及相互间的转换:
- RS、JK、D和T/T'触发器是常见的触发器类型,每种都有其特定的逻辑功能。例如,RS触发器没有时钟控制,状态由S和R输入决定;JK触发器是RS触发器的改进,允许在时钟脉冲期间改变状态;D触发器是数据传输触发器,状态只取决于输入D的瞬时值;T触发器用于实现时钟分频或翻转计数器。通过特性方程,这些触发器之间可以互相转换,实现不同逻辑功能。
5. 触发方式:
- 触发器的触发方式有电平触发、脉冲触发和边沿触发。基本RS触发器是电平触发,同步触发器和主从触发器是脉冲触发,而边沿触发器则根据上升沿或下降沿进行动作,这是现代数字系统中最常用的方式,因为它对噪声不敏感。
6. 特性方程、驱动表、状态转换图和波形图:
- 这些是描述触发器行为的主要工具。特性方程是触发器输出与输入之间的数学关系;驱动表列出所有可能输入组合下的输出;状态转换图显示了触发器状态随时间变化的路径;波形图则直观地展示了时序行为。
7. 实现方式多样性:
- 同一逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构实现,而相同电路结构的触发器也可以配置成不同逻辑功能。这种灵活性使得设计者可以根据具体需求选择合适的触发器类型和实现方法。
学习触发器的关键在于理解它们的逻辑功能、触发方式和转换规则,这对于设计和分析数字系统,尤其是时序逻辑电路至关重要。熟练掌握这些知识,能帮助你更好地理解和应用数字逻辑的基础原理。