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零基礎學FPGA(二)關于觸發器

發布時間:2015-1-14 13:37    發布者:wp1981
作者:小墨同學

   哎呀!好久沒有管理博客了,雖然才一篇文章...呵呵。剛過完年,首先祝大家新年快樂!馬年大吉!各種馬上有!小弟在這給各位大神拜年了!

    從放假到年三十吧,大約有20天左右,一直在忙比賽,就是之前博客里提到的比賽,畢昇杯。我和小伙伴們忙了20多天,終于忙出了點結果,搞得我26號才回家,差點被我媽罵死...罵歸罵,我們還是有點成果的。隊長方面實現了用手機對系統的控制,隊友方面把觸摸屏搞好了,我是第一次做PCB板,在學校用機器做的,一口氣做了6塊,光這一塊就廢了好大勁,對于我這種新手來說...除了PCB板,我負責上的上位機也有很大進展,為了達到創新的目的,我把上位機做成了一個虛擬ipad,可以實現一些小功能,有劃屏、計算器、播放器、相冊、計算器、小游戲之類的功能,使我們的上位機不僅可以實現對下位機的操控,更重要的是實現了人性化的界面,使人們用起來舒服。總體來說項目完成了85%了,過年回去完成剩下的就好了,也希望團隊可以取得好成績。這幾天過年老玩了,整天到處亂跑,好在年也拜的差不多了,該靜下心來看看書了。有幾個同學已經回學校了,我回來這么晚,也不想惹老媽生氣了,打算晚點回去,今天剛開始看書,就看了看觸發器這部分,隨便寫寫,當做筆記好了,也希望各位大神給小弟糾糾錯,第一次學數電,還蠻好玩~

     太書面化的話我就不說了啊,有些東西就像書上寫的,真的看著看著就想睡覺了,還是大白話直白哈。

    1、關于觸發器的分類

       觸發器呢大體可以按這幾個部分分類:1、按晶體管性質分,可以分為BJT集成電路觸發器和MOS型集成電路觸發器。2、按工作方式分,可分為異步工作方式和同步工作方式,異步工作方式也就是不受時鐘控制,像基本RS觸發器,同步方式就是受時鐘控制,稱為時鐘觸發器。3、按結構方式分,可分為維持阻塞觸發器,延邊觸發器,主從觸發器等。4、按邏輯功能分,可分為RS觸發器,JK觸發器,D觸發器,T觸發器,T'觸發器等。

   2、關于觸發器的邏輯功能

       觸發器總體來說有四種功能:分別是置“0”、置“1”、保持、翻轉。前兩個不說了,就是高低電平,保持就是維持原狀態不變,翻轉就是從原狀態變為他的反狀態。
  3、基本RS觸發器



這是基本RS觸發器原理圖,具體工作原理就不寫了吧,個人覺得比較好理解,就說幾個我剛開始看的時候有些看不懂的地方吧。

          1、關于負脈沖和低電平            
             所謂負脈沖呢,就是一個信號從高電平置為低電平,然后延遲一段時間后再置為高電平的過程,就像上圖所示的脈沖。而低電平就沒有返回高電平的過程。
          2、關于Q端
            我們知道不管是置“1”端還是置“0”端,操作的都是Q端,間接操作Q非端,剛開始我就錯誤的以為Sd非端控制相應上面的端口,其實不是,Rd非端和Sd非端都是控制Q端,即Sd非端一個負脈沖,Q端置“1”,Q端如果原狀態就是“1”,則加一個負脈沖后原狀態不改變。Rd非端一個負脈沖,Q端置“0”,Q端如果原狀態就是“1”,則加一個負脈沖后原狀態不改變。
         3、兩個端口都加負脈沖的情況下
             按理說兩個端口是不允許同時加負脈沖的,因為一旦兩端同時加負脈沖,則兩個輸出端就都為“1”,這樣與我們認為的兩個輸出端的值互為反變量的原則就相違背了,但是在畫時序圖的時候,可以將兩個輸出端同畫為高電平。重點是,當兩個輸入端都為低電平的時候,再把它們扳回高電平時,這時候輸出端就會有兩種結果,具體是哪種結果,這要取決于兩個門電路的運轉速度問題了。下面是時序圖



下面是基本RS觸發器的真值表



4、同步RS觸發器



同步RS觸發器是在基本RS觸發器的基礎上加了兩個與非門,CP是時鐘。
當CP為“0”時,下面兩個門電路相當于被封死,這時第一級門電路的輸出端就都為"1",即保持狀態。當CP為“1”時,門電路被打開,第一級門電路的輸出端分別為Rd非和Sd非,這就和剛才的基本RS觸發器一樣了。
5、JK觸發器
    JK觸發器的內部原理比較復雜,對于初學者來說,我覺得直接記住他的功能就可以了,這樣不至于越學越迷糊,當然有條件的朋友也可以自己去弄明白其中的原理



這是JK觸發器的邏輯符號,其中C1代表時鐘,左邊那個箭頭代表負脈沖有效,也就是說只有在時鐘負脈沖來臨的時候Q端才會發生變化(同步工作的情況,異步除外),R,S端為強制置“0”、“1”端,這兩個端口不受時鐘控制,可以強迫置位,R端負脈沖置“0”,S端負脈沖置“1”,J、K端為信號端。



這張是JK觸發器真值表,可以看出當R、S端都為“1”的情況下,信號端的J、K才會發揮作用,從上到下依次是“保持”、置“0”、置“1”、翻轉。



這樣就可以得到JK觸發器的特性表,有了這個表,我們就可以寫出他的特性方程





     這是時序圖,注意Q端只在時鐘下降沿出變化

     6、D觸發器



這是D觸發器的邏輯符號,注意時鐘是高電平有效,R、S端是強迫置位端,D為信號端
D觸發器比較簡單,真值表見下圖



7、T觸發器



真值表



8、T‘觸發器





T’觸發器的重要應用,可以用作分頻

9、最后展示一下我之前的作品,呵呵..





謝謝大家支持,也希望各位大神給予糾錯,純手打...
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