95-触发器功能的转换在线视频

大家好

今天我们的内容是触发器功能的转换

在之前的学习当中

触发器我们讲到了基本rs触发器

可控rs触发器

JK触发器

D触发器

那么这些触发器都有各自的功能表

在使用的时候

并不是说必须要指定哪个触发器

对于我们工程师来说

只要实现功能

拿到哪个触发器就得用哪个触发器

所以今天我们要掌握一个新的技能

触发器功能的转换

首先我们来看将JK触发器如何换成D触发器

首先我们回顾一下D触发器的功能表

Qn+1实际上是等于D的

D等于0

Qn+1等于0

D等于1

Qn+1等于1

JK触发器是什么样的呢

对比一下

大家看JK触发器和D触发器有什么共同的地方

我们会发现JK触发器当JK不相等的时候

Qn+1是等于J的

所以这两部分我们可以利用起来

因此我们有这么一个逻辑电路

大家来看

实际上我把J和K通过一个非门相连接

那么从外部封装来看

输入端D CP Q非和Q的输出

而在内部上是JK触发器

我们看一下

是不是真正实现了D触发器的功能

比如说D输入的是零

那么K将得到一

J将得到零

K等于1

J等于0

Qn+1是不是就输出了0

而从外部封装来看

D等于0

Q等于0

再看另外一个

如果D等于1一

那么K将得到零

J将得到一

同样Qn+1将输出的是一

显而易见我们实现了这样一个转换

然后再看将JK触发器如何转换成T触发器

T触发器之前我没有讲到过

所以我们看一下功能表

其实大家一看功能表

就能很清楚地明白T触发器干什么用

当T等于0的时候

Qn+1等于Qn我们说的保持

而当T等于1的时候

Qn+1等于Qn非我们说的翻转

而这一功能就等同于我们JK触发器当输入端JK相等的时候的功能

所以它也是可以转换的

我们看电路图

非常简单

我只要把JK连到一块

从外部封装看是不是就只有T作为输入CP作为输入

那么这就是它的一个转换电路图

然后我们再看T'触发器

用各种触发器都可以变成T'触发器

那么T'触发器是什么呢

实际上这是我们大家需要掌握的

T'触发器被称为计数式触发器

它的含义是

来一个时钟脉冲就翻转一次

大家设想一下

说明这个触发器它的输入只和CP有关

时钟脉冲来一次加一来一次加一

实现一个计数的功能

所以它的特性方程可以这么写

Qn+1就等于Qn非

这叫做T'触发器计数式触发器

我们来看

用可控rs触发器怎么能够构成T'触发器呢

回顾一下可控rs触发器的逻辑符号

那么它的功能表要构成T'触发器

我们应该找寻哪个相同之处

回顾Qn+1等于Qn非

大家看特性表里面似乎没有这样一个公式

仔细看看

实际上是有的

在rs不相等的时候

S等于1

Qn+1等于1

R等于1

Qn+1等于0

所以我们可以利用这一点

大家看

如果我把Q接给R把Q非接给S

是不是任何时候R和S是不相等的

然后你再看

当Q为零时

S是为一的

那么S将会使Q置一Q为一的时候

R为一Q非为零

那么R又会使Q至为零

所以实现了这么一个翻转

大家回去可以思考一下

如果反过来接

会有什么后果

好

这里面要一定要注意计数脉冲的输入端从CP端走

是不是再无其他的输入

只要脉冲来了

他就能翻转

实现这样一个计数式的触发模式

第二

我们来看看用JK触发器如何构成T'触发器

同样我们看JK触发器的逻辑符号

对照它的功能表

大家可以很快的找到相同之处

就在JK等于1的时候

Qn+1是等于Qn非的

是不是就是一个翻转

所以它的连接非常简单

怎么办呢

把JK都置一从CP输入

是不是就构成了这样一个T'触发器

实际上大家设计好第一个后面几个都会了

我们看一下它的时序图

这是输入的时钟

没有别的输入了

看输出的Q

Q的波形要看清楚

我们JK触发器是哪种类型的边沿触发器的有效

那么小箭头加个圈代表下降沿有效

所以我们要把CP的下降沿取出

那么来一个脉冲Q翻转一次

来一个脉冲Q翻转一次

那么这就是用JK触发器构成的T'触发器

用D触发器怎么来变成T'触发器呢

同样

这是D触发器的逻辑符号

再看到D触发器的功能表

是不是跟我们的rs触发器有点类似

所以它的接法把Q非接给D就OK了

那么计数脉冲输入端

注意这个是一个上升沿有效的

然后我们来看它的时序图

输入时钟脉冲

输出要根据你时钟的有效边沿

既然是上升沿有效

我们把上升沿取出来

Q来一个脉冲翻转一次

同样也实现了这么一个T'触发器

我们来举个例子

现在让大家做一个四人抢答器

这个大家以前都用过

在电视上面有很多这样的节目

首先我们来看一下四人抢答器的功能是什么意思

四个人参加比赛

每一个人有一个button按钮

其中一个人按下按钮

那么指示灯亮

他抢答成功

后面其他人再按是不是就不起作用了

抢答器很简单

但它实际上就是个典型的时序逻辑电路

我们来解释一下什么叫时序逻辑电路

它是指在任意时刻

咱的数字电路的输出不仅决定于输入

并不是说谁抢都能抢到的

他还跟电路的原来状态有关

有人抢到了占了先机

就是他

后面你再抢也抢不到

所以这都叫做时序逻辑电路

我们把这种电路称为具有记忆功能

不仅和输入有关

还能记录他之前的一个状态

组成时序逻辑电路的基本单元

就是我们这几节课讲到的触发器

好了

我们来小试牛刀

先让大家试试用四个D触发器这样一个74LS175来完成四人抢答器的设计

首先我们看这样一个芯片

乍一看很恐怖

但实际上它就是四个D触发器

他们共用时钟和清零端

四个触发器的清零和时钟是同一个

然后我们再看一下175芯片的状态表

以后大家接触到任何芯片

都是按这样一个思路来

先看它的这样一个逻辑符号

或者说管脚图

然后再分析状态表

理清楚芯片的逻辑功能

然后我们就可以设计电路了

所以我们带着一通百通的思想来看这样一个芯片的状态表

首先

芯片当中输入有三个

输出有一个我们看Rd我们前面讲到的reset direct

直接清零端低电平有效

什么意思呢

只要RD有效

无论输入是什么

输出将会是零

直接清零

剩下的状态

他都得释放权限

当RD为一的时候

他放开权限了

然后就要看你下一级的输入

跟谁有关呢

CP和D我们看当CP等来上升沿

我们的D是什么

Qn+1就会是什么

那么就是我们前面讲到的D触发器

所以大家看实际上很简单

有了刚才的分析

实际上电路图就出来了

一开始比较吓人

但是大家见多识广之后就会发现很简单一件事

我们看这么一个电路

实际上就是这么一块芯片

配了一些按键抢答的button

再配了一些抢答出来显示的发光二极管和一些简单的门电路

我们来分析一下

比赛前主持人是不是要先

预备

开始

得清一下零

对吧

赛前清零是通过RD来实现的

好

只要按下清零

所有输出Q1Q2Q3Q4是不是输出为零

既然输出为零

那么这四个发光二极管将会不亮

零

不亮

好

与此同时Q1非Q2非Q3非Q4非将会为一

那么我们推理一下

他为一反向端为一

这两个与非门迭代出来之后输出为一

而这个时候它与时钟脉冲的与非门将会处于一种开启模式

前面我们谈到与非门有零为一全一才为零

所以CP开启

只要时钟脉冲给入

那么就可以从D触发器写入数据

好了

前面是准备工作

主持人说开始之后

那么四位拳手就得有一个人抢按键了

比如说我们第一同学抢下来了

只要他优先抢下按下按键

那么D的数据将会写给Q1

Q1为一

那么发光二极管将会发光

灯亮响

那么他有没有抢中呢

这个时候电路当中Q1非为零

一旦为零

我们看这个与非门将会输出1再与非之后变成0

好了

大家可以看到

这个时候时钟脉冲的与非门将会被封锁

也就是说再来时钟芯片将会不工作

也就是说第一同学抢答成功

这样一个电路

实际上就用掉这么一块芯片

就可以施设计成了

如果大家真正要去用触发器来构成

将会非常麻烦

这样一个中规模的芯片

一块芯片就几乎搞定了

好了

我们总结一下今天的内容

今天我们谈到了各种触发器的相互转换

那么实现变通的一个功能

讲到了在应用触发器的时候

一定要注意触发器的一种触发形式

比如说前面有电平触发

脉冲触发和边沿触发

一定要理清楚

否则你的数字系统将会工作不正常

边沿触发器的抗干扰能力很强

大家发现我们用的最多的还是D触发器和JK触发器

因为它不存在空翻

应用非常广泛

所以我们今天内容就到这

下次再见