大連計算機職業(yè)中專 梁 偉
主從JK觸發(fā)器邏輯功能分析
大連計算機職業(yè)中專 梁 偉
觸發(fā)器是一種最簡單的時序邏輯電路,在各類集成觸發(fā)器中,JK觸發(fā)器的邏輯功能最為齊全,通過proteus模擬軟件進行分析主從式結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器邏輯功能,能夠直觀判斷JK 觸發(fā)器邏輯功能。
JK觸發(fā)器;模擬軟件
數(shù)字電路按邏輯功能的不同分為組合邏輯電路和時序邏輯電路,組合邏輯電路顯著特點沒有記憶功能。時序邏輯電路顯著特點有記憶功能,時序邏輯電路包含觸發(fā)器,觸發(fā)器具有記憶功能,能夠存儲一位二進制數(shù)字信號,是構(gòu)成其它時序邏輯電路的基本邏輯單元,觸發(fā)器也是一種最簡單的時序邏輯電路。在各類集成觸發(fā)器中,JK觸發(fā)器的邏輯功能最為齊全。在實際應(yīng)用中,它有很強的通用性,能靈活地轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。
JK觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu):
JK觸發(fā)器大多采用主從式結(jié)構(gòu),是一種功能較完善,應(yīng)用很廣泛的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。如圖所示是一種典型結(jié)構(gòu)的JK觸發(fā)器—主從型JK觸發(fā)器。它由兩個可控RS觸發(fā)器組成,分別稱為主觸發(fā)器和從觸發(fā)器,又加上兩條反饋線構(gòu)成。增加兩條反饋線目的,是克服電路存在不定態(tài)的缺點。在主從R-S觸發(fā)器的基礎(chǔ)上引入兩根線,Q引入到門G8的輸入端,引入到門G7的輸入端,S換成J(,稱為置位端),R換成K(,稱為復(fù)位端)。 J和K是信號輸入端。主從JK觸發(fā)器只在CP時鐘脈沖的下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。
下面通過proteus模擬軟件進行分析主從式結(jié)構(gòu)JK觸發(fā)器邏輯功能:
2、當CP=1時,主觸發(fā)器的輸入門G7和G8打開,主觸發(fā)器接收信號,主觸發(fā)器根據(jù)輸入J、K的狀態(tài)觸發(fā)改變,并存儲在主觸發(fā)器中等待輸出;而對于從觸發(fā)器, CP=0,G5和G6被封鎖,其狀態(tài)不受主觸發(fā)器輸出的影響,所以從觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。
3、當CP=0時,主觸發(fā)器輸入門G7和G8 被封鎖,主觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。從觸發(fā)器輸出狀態(tài)與主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)相同,即主從JK觸發(fā)器在CP=0期間狀態(tài)保持不變。
4、當CP從1變成0時,即主從觸發(fā)器是在CP↓下降沿到來時才使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的。主觸發(fā)器的狀態(tài)傳送到從觸發(fā)器。下面分四種情況來分析主從JK觸發(fā)器的邏輯功能。
(1) J=0,K=0 ,當CP↓下降沿到來時,觸發(fā)器狀態(tài)保持,即Q n+1=Q n。
無論觸發(fā)器的現(xiàn)始狀態(tài)Q n= 0為0還是1,在CP=1期間,由于主觸發(fā)器的J=0,K=0,主觸發(fā)器的輸入門G7和G8 被封鎖,主觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。當CP下降沿到來時,從觸發(fā)器保持狀態(tài)不變,即Q n+1=Q n。
(2) J=0,K=1 , 當CP↓下降沿到來時,觸發(fā)器置0,即Q n+1= 0。
若觸發(fā)器的現(xiàn)始狀態(tài)Q n=0,在CP=1期間,當J=0,K=l時,反饋線將Q n=0引到主觸發(fā)器的G8輸入端,主觸發(fā)器的輸入門G7和G8同時被封鎖,主觸發(fā)器的0態(tài)保持不變。當CP下降沿到來時,從觸發(fā)器保持0態(tài)不變。即Q n+1= 0。
若觸發(fā)器的現(xiàn)始狀態(tài)Q n=1,由于主觸發(fā)器的,根據(jù)可控RS觸發(fā)器功能,主觸發(fā)器置0。當CP下降沿到來時,從觸發(fā)器也翻轉(zhuǎn)成0態(tài),即Q n+1= 0,且在CP=0期間狀態(tài)保持不變。
(3)J=1,K=0,當CP↓下降沿到來時,觸發(fā)器置1,即Q n+1=1
(4) J= l,K=1,當CP↓下降沿到來時,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),即Q n+1=,具有計數(shù)功能。
設(shè)觸發(fā)器的現(xiàn)始狀態(tài)Qn=0,則=1,在CP=1期間,當J=l,K=l時,兩條反饋線將引到主觸發(fā)器的G7和G8輸入端,,根據(jù)可控RS觸發(fā)器功能,主觸發(fā)器置1。當CP下降沿到來時,從觸發(fā)器也翻轉(zhuǎn)成1態(tài),原來的狀態(tài)0翻轉(zhuǎn)1,即Qn+1=。
表1
由以上分析,在J=K=1時,每輸入一個時鐘脈沖,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次。觸發(fā)器的這種工作狀態(tài)稱為計數(shù)狀態(tài),由觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的次數(shù)可以計算出輸入時鐘脈沖的個數(shù),即Qn+1=,具有計數(shù)功能。JK觸發(fā)器的邏輯功能表如表1所示。
JK觸發(fā)器具有置位、復(fù)位、保持(記憶)和計數(shù)(翻轉(zhuǎn))功能;由于接收輸入信號的工作在CP↓下降沿前完成,在下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn),在下降沿后觸發(fā)器被封鎖,抗干擾性能好,工作速度快,在實際應(yīng)用中,它有很強的通用性,能靈活地轉(zhuǎn)換其他類型的觸發(fā)器。
由JK觸發(fā)器變換得到T觸發(fā)器,令JK觸發(fā)器的輸入J=K=T,則由JK觸發(fā)器變換得到T觸發(fā)器。當T=J=K=0時,CP↑脈沖上升沿到達時,觸發(fā)器輸出狀態(tài)保持;當T=J=K=1時,CP↑脈沖上升沿到達時,觸發(fā)器發(fā)生計數(shù)(翻轉(zhuǎn))。CP脈沖觸發(fā)變換:上升沿觸發(fā) CP↑。
[1]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)電子教研組.