数字电子技术基础习题课 教学课件 电子与信息工程学院电子与信息工程学院 电子信息工程教研室 辽宁工业大学辽宁工业大学 电子与信息工程学院 电子教研室 一、本章内容：从触发方式和逻辑功能两个方面对触发器做分类讲解 。按触发方式分为：电平触发、脉冲触发和边沿触发的触发器；按逻辑 功能不同分为：RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器等。介绍了各 种触发器的电路结构和动作特点以及逻辑功能的描述方法。 第第5 5章、触发器章、触发器 二、本章要求： 1了解各类触发器的结构、动态特性和相互间的功能转换。 2掌握各类触发器的工作原理，熟悉现态和次态的概念以及异步 置位和复位端的使用。 3熟练掌握各种不同结构的触发器的触发特点，并能够熟练画出 工作波形。 4重点掌握各类触发器的逻辑功能（功能表、特性方程、状态转 换图、驱动表）。 电子与信息工程学院 电子教研室 例1：电路如图（a）所示，画出在给定信号作用下的Q1、Q2对应的电 压波形。触发器的初始状态为0。 第第5 5章、触发器章、触发器 （a）（b） 三、典型例题 电子与信息工程学院 电子教研室 解：第一个触发器是上升沿触发的T触发器，输入端信号是A和B的同 或，即T=AB，若T=0，则Q1保持原态；若T= 1，Q1翻转。第二个触发 器是上升沿触发的D触发器，输入端信号是A和B的异或，即D= AB ， 若D=0，则Q2=0；若D= 1，Q2=1。输出波形见下图。 输出波形 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 第第5 5章、触发器章、触发器 例2：图（a）所示电路，画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触 发器的输出波形。 （a） （b） 电路及输入波形 电子与信息工程学院 电子教研室 第第5 5章、触发器章、触发器 解：带异步复位功能的触发器，第二个触发器的输入端信号来自第一 个触发器的输出信号，先画Q1，再画Q2，注意复位端的信号。输出波 形见下图。 输出波形 电子与信息工程学院 电子教研室 第第5 5章、触发器章、触发器 例3：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。 电路及输入波形如图（a）和（b）所示。 （a ） 电路及输入波形 （b ） 电子与信息工程学院 电子教研室 第第5 5章、触发器章、触发器 输出波形 解：个触发器是上升沿触发的JK触发器，第二个触发器是上升沿触发 的D触发器，注意复位端的信号，输出波形见下图。 电子与信息工程学院 电子教研室 第第5 5章、触发器章、触发器 电路及输入波形 （a） （b） 例4：电路如图（a）所示，已知CP和A的波形，画出触发器Q0、Q1及 输出VO的波形。设触发器的初始状态均为0。 电子与信息工程学院 电子教研室 解：两个触发器均为下降沿触发的D触发器，输出Q随D变，输出波形 见下图。 输出波形 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 第第5 5章、触发器章、触发器 例5：画出与或非门的输出端T以及在时钟CP作用下触发器输出波形 。设触发器初态为零。 Q CP A B C T Q 电路及输入波形 （a） （b） 电子与信息工程学院 电子教研室 Q CP A B C T Q 输出波形 解：该触发器是下降沿触发的JK触发器，触发器的两个输入端J和K连 在一起，构成T触发器。与或非门的输出构成T触发器的输入信号，若 T=1，Q翻转；若T=0，Q保持。输出波形见下图。 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 例6：画出在同一时钟CP及RD信号作用下时下列触发器的输出波形。 Q2 R R RD CP RD D Q1 Q2 （a） （b） 电路及输入波形 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿 触发的JK触发器。第一个触发器的输出是第二个触发器的输入J，先 画出Q1波形，再画Q2波形。注意复位端的信号，低电平有效。输出波 形见下图。 CP RD D Q1 Q2 输出波形 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 例7：画出在同一时钟及 、 、J、K、D信号作用下时下列触发器 输出Q1和Q2波形（初始状态为0）。 （a） （b） 电路及输入波形 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 输出波形 解：第一个触发器是上升沿触发的D触发器，第二个触发器是下降沿 触发的JK触发器。两个触发器均带有异步置位端和复位端，均为低电 平有效。输出波形见下图。 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 四、课后习题 图 P5.7 题5.7 若主从结构SR触发器各输入端的电压波形如图P5.7中所给出， 试画出Q、 端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 图A5.7 第一个CP下降沿：S=1，R=0，触 发器输出置1，Q由初态0变1； 第二个CP下降沿：S=0，R=1，触 发器输出复位，Q由1变0； 第三个CP下降沿：S=0，R=0，触 发器输出保持原来值，Q仍为0； 第四个CP下降沿：S=1，R=1，触 发器输出不确定，Q为不定； 第五个CP下降沿：S=0，R=1，触 发器输出保持原来值，仍为不定。 答案见图A5.7。 解：根据主从触发器的特点可知，在各个CP=1期间，输入信号R、S 都没有发生变化，所以由CP下降沿的R、S值决定输出状态。 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.11 已知脉冲触发JK触发器输入端J、K和CP的电压波形如图P5.11 所示，试画出Q、 端对应的电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。 图P5.11 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 第一个CP下降沿：J=1，K=0，触 发器输出置1，Q由初态0变1； 第二个CP下降沿：J=0，K=1，触 发器输出置0，Q由1变0； 第三个CP下降沿：J=0，K=0，触 发器输出保持原来值，Q仍为0； 第四个CP下降沿：J=1，K=1，触 发器输出翻转，Q由0变1； 第五个CP下降沿：J=0，K=1，触 发器输出置0，Q由1变0。 答案见图A5.11 图A5.11 解：根据主从JK触发器的特点可知，在各个CP=1期间，输入信号J、 K都没有发生变化，所以由CP下降沿的JK值决定输出状态。 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.12 若主从结构JK触发器CP、 、 、J、K端的电压波形如图 P5.12所示，试画出Q、 端对应的电压波形。 图 P5.12 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解：此图为带异步置位、复位的主从JK触发器，由图可知： 异步置位、复位端均为低电平有效， 初始为0有效， 初始为1，所 以触发器输出初始状态为置位状态1。 第一个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决 定输出，J=0、K=1，输出置0，Q由1变0； 第二个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决 定输出，J=1、K=0，输出置1，Q由0变1； 第三个CP=1期间，J、K信号发生变化：由于CP=1以前，Q=1，则 看CP=1期间的K信号，若K有1出现，则CP下降沿时Q翻转为0； 第四个CP=1期间，J、K信号发生变化：由于CP=1以前，Q=0，则 看CP=1期间的J信号，若J有1出现，则CP下降沿时Q翻转为1； 随后出现 =0，触发器输出Q由1变0； 第五个CP=1期间：J、K信号不变，由CP下降沿对应的J、K值决 定输出，J=1、K=1，输出翻转，Q由0变1。 答案见图A5 .12 。 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 图 A5.12 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.14 己知维持阻塞结构D触发器输入端的电压波形如图P5.14所示 ，试画出Q、 端对应的电压波形。 图P5.14 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解： 此图为带异步置位、复位的上升沿触发的D触发器，由图可知： 异步置位、复位端均为低电平有 效， 始终接“1”无效，所以输出不会 出现异步置位的情况； 初始为0,所 以触发器输出初始状态为复位状态0 。 由边沿触发器的特点可知：边 沿触发器的输出状态仅取决于边沿时 刻瞬间的输入数据，输入端D是D1和 D2与的结果，一起决定输出。图中注 意 复位端值的变化情况。 答案见图A5.14。 图A5.14 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.15 已知CMOS边沿触发结构JK触发器各输入端的电压波形如图 P4.12所示，试画出Q、 端对应的电压波形。 图P5.15 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 异步置位、复位端均为高电平 有效，SD始终接“0”无效，所以输出 不会出现异步置位的情况；RD初始 为1，所以触发器输出初始状态为复 位状态0。 由边沿触发器的特点可知：边 沿触发器的输出状态仅取决于边沿 时刻瞬间的输入数据。图中注意RD 值的变化情况。 答案见图A5.15。 解：此图为带异步置位、复位的上升沿触发的JK触发器，由图可知： 图A5.15 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.17 在图P5.17所示主从结构JK触发器电路中，己知CP和输入信号 T的电压波形如图所示，试画出触发器输出端Q和 的电压波形，设触 发器的起始状态为Q=0。 图P5.17 解：此图为T触发器，T=1 ，输出翻转；T=0，输出保持原态。答案见 图A5.17。 图A5.17 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.18 设图P5.18中各触发器的初始状态皆为Q=0，试画出在CP信号 连续作用下各触发器输出端的电压波形。 图P5.18 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解：根据各触发器动作特点，判断输出随输入变化情况，答案见图 A5.18。 图A5.18 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.19 试写出图P5.19（a）中各电路的次态函数（即 、 、 、 与现态和输入变量之间的函数式），并画出在图P5.19（b）所给定信 号的作用下Q1、Q2、Q3、Q4的电压波形。假定各触发器的初始状态 均为Q=0。 图P5.19 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解：电路驱动方程为： 代入特性方程，得状态方程： 根据状态方程画波形，见图A5.19 。 图A5.19 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.22 图P5.22所示是用CMOS边沿触发器和或非门组成的脉冲分频 电路。试画出在一系列CP脉冲作用下，Q1、Q2和Z端对应的输出电压 波形。设触发器的初始状态皆为Q = 0。 图P5.22 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解：第一个边沿D触发器的输入端信号D来自于第二个边沿D触发器的 反相输出端，Q1是第一个D触发器的输出，Q2是第二个D触发器的输 出，Z是CP和Q1的或非。 答案见图A225. 图A5.22 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 题5.23 图P5.23所示是用维持阻塞结构D触发器组成的脉冲分频电路 。试画出在一系列CP脉冲作用下输出端Y对应的电压波形。设触发器 的初始状态均为Q = 0。 图 P5.23 第第5 5章、触发器章、触发器 电子与信息工程学院 电子教研室 解：由两个触发器的初始状态为0，可推出Y初始状态为1，然后把Y作 为两个边沿触发器的输入D来进行一步步推导