基于传输门的低功耗触发器103页PPT

05
触发器的优缺点
触发器的优点
高效性
触发器可以自动执行，无需人工干预，从而提高了工作效率。
准确性
触发器可以确保在特定条件下执行特定操作，提高了操作的准确性 。
一致性
通过触发器，可以确保在多个地方执行相同的操作，保持数据的一 致性。
触发器的缺点
01
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03
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复杂性
触发器需要编写代码，增加了 开发的复杂性。
触发器的类型
插入触发器
在向表中插入新记录时触发。
更新触发器
在更新表中记录时触发。
删除触发器
在从表中删除记录时触发。
触发器的工作原理
触发条件
触发器的工作原理是基于特定的 触发条件，例如当在某个表上执 行INSERT、UPDATE或DELETE
操作时。
触发事件
当满足触发条件时，触发器会执 行相应的操作，例如级联更新、 数据验证或自动生成派生数据等
调试困难
触发器在执行过程中出现问题 时，调试可能会比较困难。
性能问题
如果触发器执行的操作比较复 杂，可能会影响数据库的性能
。
维护成本高
随着业务需求的变化，可能需 要修改或更新触发器，增加了
维护成本。
06
触发器与其他数据库对象 的比较
与存储过程的比较
定义方式
存储过程是一组为了完成特定功能的SQL语句集，可以被 多次调用。触发器是在表上定义的，当表上出现特定事件 时自动执行的代码块。
删除触发器
当表中的记录被删除时，触发器会 自动执行。
在查询中应用触发器
SELECT语句触发器
在执行SELECT语句时，触发器会自动执行 。
UPDATE语句触发器

Qn+1RQn S 00 01 11 10 00 1 0 0 11 1 × ×
Qn1 S RQn SR 0 （约束条件）
同步RS触发器与基本RS触发器旳逻辑功能是一致旳
同步触发器
基本RS触发器与同步RS触发器旳区别
S S
R
R CP
Q
Q
（a）基本RS触发器输出波形 （b）同步RS触发器输出波形
窄脉冲
vO
vO
R
基本RS触发器
单脉冲发生电路：
AN A R
R & G1
基本RS触发器
+5V
BR S&
Q
G2
S
R Q
每按动开关AN一次，触发器只输出一种正脉冲。
同步触发器
一、同步RS触发器 电路构造和逻辑符号
基本RS 触发器
S
时钟脉冲
G3
&
S G1
&
Q
1S
Q
C1
CP
1R
Q
&
&
Q
R
R G4
G2
CP=0：基输本入R端-均S触为发1 器
问题：因为电路没有输入，无法控制或变化它旳状态。
基本RS触发器
二、由或非门构成旳基本RS触发器 电路构造和逻辑符号
G1
R
≥1
电 路 图
≥1
S
G2
Q
逻
辑
S
Q
符
R
Q
Q
号
R、S称为触发脉冲输入端，R为复位（Reset）端，S为 置位（Set）端。
基本RS触发器
输入和输出旳关系
1Q
Q0
0Q

功耗问题
随着集成电路规模的扩大，功耗问题 日益突出，如何降低RS触发器的功 耗是一个重要挑战。
可靠性问题
在高温、高湿等恶劣环境下，RS触 发器的可靠性可能受到影响，导致电 路性能下降或失效。
针对性解决方案设计思路展示
噪声抑制技术
时钟同步技术
采用滤波、屏蔽等措施，有效抑制电磁干 扰和电源噪声对RS触发器的影响。
输出信号连接方式
将触发器的输出端连接到 负载上，注意负载的额定 电压和电流要符合触发器 的规格要求。
关键参数指标解读
触发电压
指使触发器状态发生变化的最 小输入信号电压值，一般与电
源电压有关。
触发电流
指使触发器状态发生变化的最 小输入信号电流值，一般与输 入电阻和电源电压有关。
输出电平
指触发器输出端口的电平状态 ，包括高电平和低电平两种状 态，与输入信号的电平和极性 有关。
存储单元的实现
将多个RS触发器组合起来，可以构成一个存储单元，用于存储二 进制数据。
计数器的设计
利用RS触发器和其他逻辑门电路可以设计出各种计数器，如二进 制计数器、十进制计数器等。
04
RS触发器性能评估及优化策略
性能评估指标体系构建
响应速度
衡量触发器从接收到信号到产生输出所需的 时间。
噪声容限
06
RS触发器发展趋势预测与展望
当前存在问题和瓶颈分析
触发精度不足
目前RS触发器在触发精度方面存 在不足，难以满足高精度应用需
求。
功耗较高
RS触发器在工作过程中功耗较高 ，不利于低功耗设计。
稳定性差
RS触发器在复杂环境下工作时， 容易出现误触发等问题，稳定性
有待提高。

程。
业务逻辑触发器可以提高业务的效率和 准确性，减少人为干预和错误。
04
触发器的优缺点
触发器的优点
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04
高效性
触发器在满足特定条件时自动 执行，无需用户手动干预，提
高了处理效率。
一致性
触发器可以确保在多个地方执 行相同的操作，保持数据的一
致性。
简化操作
通过触发器，可以将一系列复 杂的操作简化为简单的规则，
方便用户管理。
预防性操作
触发器可以在数据变更之前或 之后立即执行某些操作，例如 验证、日志记录或数据同步。
触发器的缺点
性能影响
触发器在数据变更时需 要额外执行，可能会对 数据库性能产生一定影
响。
复杂性增加
触发器使得数据库操作 变得更为复杂，增加了
维护和调试的难度。
难以管理
大量的触发器可能导致 管理混乱，使得跟踪和
触发器可以与事务处理相关联，确保 数据的完整性和一致性。
03
触发器的使用场景
数据库操作中的触发器
数据库触发器是一种特殊的存储过程，它会在数据库表上执行特定操作 时自动执行。例如，当在表中插入、更新或删除记录时，触发器可以自 动执行相应的操作。
数据库触发器可以用于实现数据完整性束缚、自动日志记录、数据校验 等功能。通过在触发器中编写逻辑，可以确保数据在修改时遵循特定的
定义与功能
触发器是一种数据库对象，用于响应表事件，而视图是基于SQL 查询的结果集的可视化表。
触发时机
触发器在特定表事件产生时自动执行，而视图用于查询数据。
执行方式
触发器是自动执行的，而视图是查询数据时使用的对象。
07
触发器应用案例分析

则 Y ( AB)C ( AB)(C C) ( AB)C ( AB)C ( AB)C ( AB)1 ( AB)C ( AB)C
逻辑函数式对照法 Y D0m0 D1m1 D2m2 D3m3
D0 D2 C D1 1
连线图如下
D3 C
40
第41页/共47页
A B
0
C
1
1
41
第42页/共47页
题 4.18解法二
选择任两个变量作为地址输入变量 (例,令B=A1,C=A0)
Y ABC AC BC ABC A(B B)C BC ABC ABC ABC ABC ABC ( A A)BC ABC ( A A)BC 1 • BC A • BC 1 • BC 0 • BC
设计要求：四人参加比赛，每人一个按 钮，其中最先按下按钮者，相应的指示灯 亮；其他人再按按钮不起作用。
电路的核心是74LS175四D触发器。其 内部包含了四个D触发器，各输入、输出以 字头相区别，管脚图见下页。
30
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公用时钟
USC 4Q 4Q 4D 3D 3Q 3Q 时钟
QQ
CLR
CLK
0 t
S
0 t
R
0 t
Q
0
t
10
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5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法
主从JK 触发器：
CLK
0 t
J
0 t
K
0 t
Q
0
t
11
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5Q.6 触0时发，器只的允逻许辑J 功1的能及信其号描进述入方主法触发器,置1
Q 1时，只允许K 1的信号进入主触发器,置0
第3页/共47页

入 信 号 之 后 所
10
次态Qn+1的卡诺图
S Qn
R
00 01 11 10
0× × 0
0
11 1 1 0
特性方程
Qn1 (S ) S RQn
R S 1
约束条件
触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1 与输入及现态Qn之间的逻辑关系式
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波形图
反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图
跳变
27
存在问题：时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现 象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻 转一次以上。
C Q=S Q=R
S R Qn+1 0 0 Qn 01 0 10 1 1 1 不定
克服办法：采用 JK 触发器或 D 触发器
28
1、电路结构
Q
& RD
&
D触发器
Q
& SD
&
2、功能表
CP D Q n+1 1 00
5.1 概述
双稳态触发器： 是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存
一位二进制码。 特点： 1、有两个稳定状态“0”态和“1”态； 2、能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态； 3、输入信号消失后，被置成的“0”或“1”态能
保存下来，即具有记忆功能。
1
触发器的基本概念
1.触发器有两个互补输出端：Q 、 Q 2.有两个稳定的状态：0状态和1状态； 3.在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态； 4.具有记忆（存储）功能，当输入信号消失后，所置成的
CLK S R Q Q *
X X X X Qn
0 00 0
0 01 1
1 00 1

Qn
Q n1
J
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
第29页，共113页。
5.2.5 电位触发方式的工作特性
电位触发方式——当钟控信号CP为低（高）电平时，触 发器不接受输入激励信号，触发器状态保持不变；当钟控信号CP 为高（低）电平时，触发器接受输入激励信号，状态发生转 移。
电位触发方式的特点： 在约定钟控信号电平（CP=1或CP=0）期间，输入激励信号
/RD=×
/ SD=1
/RD=1 /SD=0
/RD=1 /SD=×
/RD /SD 00
Qn+1 ×
功能 不定
0
1
01
0
置0
/RD=0 /SD=1
10 1
置1
1 1 Qn 保持
①当触发器处在0状态，即Qn=0时，若输入信号 RDSD＝01 或11，触发器仍为0状态；
若 RDSD＝10，触发器就会翻转成为1状态。
化，输出马上跟着改变。
在时序电路中，常常希望输入信号只作为输出变化的条件， 何时开始翻转要由节拍器（时钟）来决定。显然基本触发器不具 有这样的功能。
给触发器加一个时钟控制端CP，只有在CP端上出现时钟脉 冲时，触发器的状态才能改变。这种触发器称为钟控触发器。
钟控触发器具有按时钟拍节工作的特点，下面我们
②当触发器处在1状态，即Qn=1时，若输入信号 RDSD＝10 或11，触发器仍为1状态；
若 RDSD＝01，触发器就会翻转成为0状态。
11
第12页，共113页。
B、激励表是用表格的方式表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状态不变

按结构分类
分立元件触发器和集成触发器。
按工作方式分类
边沿触发器和电平触发器。
触发器的工作原理
触发器在输入信号的作用下，通过内部逻辑门电路的开关特性，实现状态的翻转。
触发器的状态翻转通常发生在时钟脉冲的边沿，此时触发器的输出状态将根据输入 信号和内部状态而改变。
触发器具有置位、复位和保持三种基本功能，这些功能可以通过组合不同的逻辑门 电路来实现。
存储器
触发器还可以用于构建更复杂的存储器，如静态随机存取存储器（SRAM）等。在这些存储器中，触发器 用于存储二进制数据，并在需要时提供数据输出。
两者结合的应用实例
• 数字系统：在数字系统中，锁存器和触发器经常结合使用。 例如，在微处理器或数字信号处理系统中，锁存器和触发器 用于实现数据的存储、传输和控制。这些系统中的锁存器和 触发器通常以大规模集成（LSI）或超大规模集成（VLSI） 的形式存在。
VS
中规模集成电路
在中规模集成电路中，我们将学习一些常 见的数字集成电路，例如译码器、编码器 和比较器等。这些集成电路在数字系统中 有着广泛的应用，例如在计算机、通信和 控制系统等。我们将学习这些集成电路的 工作原理、特性和应用。
THANKS
感谢观看
04
锁存器与触发器的比较
工作原理比较
锁存器
在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。当控制信号处于高电平时 ，数据被写入锁存器；当控制信号处 于低电平时，数据保持不变。
触发器
具有记忆功能的基本逻辑单元，能够 在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。在时钟脉冲的上升沿或下 降沿时刻，数据被写入触发器。
锁存器和触发器在数字电路中有着广 泛的应用，例如在寄存器、计数器和 时序逻辑电路中。在本章中，我们学 习了这些应用的具体实现和原理。

01
02
03
通信领域
随着通信技术的发展，触 发器在通信领域的应用越 来越广泛，如信号处理、 调制解调等。
自动化控制领域
随着自动化技术的普及， 触发器在自动化控制领域 的应用也越来越广泛，如 工业控制、智能家居等。
计算机硬件领域
计算机硬件的快速发展， 触发器在计算机硬件领域 的应用也越来越广泛，如 内存管理、总线控制等。
触发器是与表相关联的数据库对象，当满足特定条件时，会自动 执行预定义的操作。
触发器的作用
保证数据完整性
触发器可以用于实现数据完整性约束，确保数据的 准确性和一致性。
自动处理业务逻辑
触发器可以在数据修改时自动执行，实现复杂的业 务逻辑处理。
维护历史数据
触发器可以用于维护历史数据，记录数据修改前后 的状态，以便于跟踪和审计。
触发器的逻辑功能和性能指标 对计算机的运算速度、数据存 储容量和可靠性具有重要影响 。
05
触发器的实现方式
基于硬件的实现方式

80%
硬件描述语言
使用硬件描述语言（如VHDL或 Verilog）来描述触发器的逻辑功 能，并通过合成工具将其转换为 实际的硬件电路。
100%
逻辑门实现
将触发器的逻辑功能通过与门、 或门、非门等基本逻辑门来实现 。
02
触发器的逻辑功能
触发器的输入输出关系
01
触发器的输入输出关系是逻辑函 数的一种实现方式，它描述了触 发器在给定输入条件下，会产生 何种输出状态。
02
触发器的输入输出关系可以用真 值表、逻辑表达式、波形图等形 式进行描述。
触发器的逻辑运算
触发器支持的基本逻辑运算包括与（AND）、或（OR）、 非（NOT）等。

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(4) 置0。取RD SD 1 ，如J 0 ，K 1 ，在CP下降沿到来时， 触发器翻转到0状态，即置0，Qn1 0 。 (5) 置1。取RD SD 1 ，如J 1 ，K 0 ，在CP下降沿到来时， 触发器翻转到1状态，即置Q1，n1 1 。 (6) 计数。取RD SD 1 ，如J K 1 时，则每输入1个CP的下降 沿，触发器的状态变化一次，Qn1 Qn ，这种情况常用来计数。
S =S0,CP
时，Q与 保持不变；当 ，
，
代入基本RS触发器的特征方程得：
Qn1 S RQ
(4-2)
(约束条件)
RS 0
功能表及状态图如表4.5和图4.7所示。
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图 4.7 状态图
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同步RS触发器的CP 、R 、S 均为高电平有效，触发器状 态才能改变。与基本RS触发器相比，对触发器增加了时间控 制，但其输出的不定状态直接影响触发器的工作质量。
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2. 特性方程 根据表4.1画出卡诺图如图4.2所示，化简得
R S 1
(约束条件)
(4-1)
图4.2 卡诺图
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3. 状态转换图 如图4.3所示，图中圆圈表示状态的个数，箭头表示状
态转换的方向，箭头线上的标注表示状态转换的条件。
图4.3 状态转换图
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4.3.2 同步 JK 触发器 1. 电路组成
同步JK触发器的电路组成如图4.8所示。
(a) 逻辑电路
(b) 逻辑符号 图4.8 同步JK触发器
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2. 功能分析 按图4.8(a)所示的逻辑电路，同步JK触发器的功能分析如下：