第十九讲 脉冲触发和边沿触发
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高端示波器的触发功能简介触发是数字示波器区别于模拟示波器的最大特征之一。
所谓触发,按专业上的解释是:按照需求设置一定的触发条件,当波形流中的某一个波形满足这一条件时,示波器即实时捕获该波形和其相邻部分,并显示在屏幕上。
触发条件的唯一性是精确捕获的首要条件。
为了观察特定波形之前发生的更多事件,把触发点往显示窗口右方推移一段时间,即是延迟触发;为了了解特定波形之后发生的更多事件,把触发点往显示窗口左方推移一段时间,即是超前触发。
图一触发原理示意图示波器的采集存储器是一个循环缓存,新的数据会不断覆盖老的数据,直到采集过程结束。
触发点有时侯也叫触发延迟,在数字示波器中,触发点可以位于采集存储的记录的任何位置。
如图二的右边图形,触发点停留在采集存储的中间时刻。
假如示波器的触发电路坏了,示波器仍然可以工作,只是这时候看到的波形在屏幕上来回“晃动”,或者说在屏幕上闪啊闪的。
这其实相当于您将触发模式设置为“Auto”状态并把触发电平设置得超过信号的最大或最小幅值。
图二触发存储示意图通常示波器有四种触发模式,Auto,Normal,Single,Stop。
Auto是指不管是否满足触发条件,都实时刷新波形,这时候示波器的屏幕上的波形通常看起来是“晃动”的。
Normal 是指满足触发条件才触发,否则波形会静止不动,并且对于力科示波器在屏幕的右下角有红色的提示:“Waiting for Trigger”。
Single指仅捕获第一次满足触发条件的波形,捕获后就停止。
Stop指强制让波形静止不动。
示波器示波器的触发功能主要有两点,第一,隔离感兴趣的事件,在触发点处隔离的事件是满足触发条件的信号。
第二,同步波形,或者说稳定显示波形,即找到一种触发方式使波形不再“晃动”,也就是找出信号的规律性来同步信号。
下面以力科公司的高端示波器界面为例介绍高端示波器主要的触发方式。
1、边沿触发(Edge)边沿触发是最常用最简单最有效的触发方式,也是中低端示波器的主要触发方式,绝大多数的应用都只是用边沿触发来触发波形。
边沿触发器的工作原理1. 边沿触发器的工作原理呀,就像是一个精准的守门员!在时钟信号的特定边沿时刻,它才会响应并做出动作。
比如在数字电路中,它能准确地捕捉到那一瞬间的信号变化,多厉害呀!2. 边沿触发器,它的工作原理其实不复杂啦!可以把它想象成一个只在特定瞬间开门的神奇大门。
就像在计数器里,只有在那个边沿时刻,它才让数据通过,神奇吧!3. 哎呀,边沿触发器的工作原理很有趣的哟!它就如同一个等待时机的短跑选手,时钟边沿一到,立马起跑。
在移位寄存器中,它可是发挥了关键作用呢!4. 边沿触发器的工作原理,你真该好好了解一下!这不就是像一个聪明的裁判,只在关键时刻做出裁决嘛。
比如在时序控制电路里,它总是那么精准无误,牛吧!5. 嘿,知道边沿触发器的工作原理吗?它简直就是个超级守时的卫士!在特定边沿来临时才行动。
像在一些复杂的电路系统中,它可立下了汗马功劳啊!6. 边沿触发器的工作原理啊,听我讲哦!可以看作是一个严格按照时间表工作的员工。
在数字信号处理中,它总是那么可靠,是不是很了不起?7. 哇塞,边沿触发器的工作原理真的很奇妙呀!就好像是一个只在特定音乐节拍上跳舞的舞者。
在同步电路中,它的表现可太出色啦!8. 来看看边沿触发器的工作原理呀!它就像是一个专门等红灯变绿才出发的汽车。
在一些需要精确控制的场合,它真的太重要啦,你说呢?9. 边沿触发器的工作原理,别觉得复杂嘛!想想看,就如同一个只在特定钟声响起才行动的人。
在各种电子设备中,都有它的身影呢,多牛呀!10. 边沿触发器的工作原理,你还不明白吗?它简直就是个超厉害的时间管理者!只有在边沿时刻才发挥作用。
就像在一些精密仪器中,它可是关键的一环啊!我的观点结论:边沿触发器的工作原理虽然看似有些复杂,但只要认真去理解,就会发现它真的很有趣且非常重要,在电子领域有着不可或缺的地位。
51单片机的边沿触发及电平触发简介及测量51单片机的外部中断有两种触发方式可选:电平触发和边沿触发。
选择电平触发时,单片机在每个机器周期检查中断源口线,检测到低电平,即置位中断请求标志,向CPU请求中断。
选择边沿触发方式时,单片机在上一个机器周期检测到中断源口线为高电平,下一个机器周期检测到低电平,即置位中断标志,请求中断。
这个原理很好理解。
但应用时需要特别注意的几点:1)电平触发方式时,中断标志寄存器不锁存中断请求信号。
也就是说,单片机把每个机器周期的S5P2采样到的外部中断源口线的电平逻辑直接赋值到中断标志寄存器。
标志寄存器对于请求信号来说是透明的。
这样当中断请求被阻塞而没有得到及时响应时,将被丢失。
换句话说,要使电平触发的中断被CPU响应并执行,必须保证外部中断源口线的低电平维持到中断被执行为止。
因此当CPU正在执行同级中断或更高级中断期间,产生的外部中断源(产生低电平)如果在该中断执行完毕之前撤销(变为高电平)了,那么将得不到响应,就如同没发生一样。
同样,当CPU在执行不可被中断的指令(如RETI)时,产生的电平触发中断如果时间太短,也得不到执行。
2)边沿触发方式时,中断标志寄存器锁存了中断请求。
中断口线上一个从高到低的跳变将记录在标志寄存器中,直到CPU响应并转向该中断服务程序时,由硬件自动清除。
因此当CPU正在执行同级中断(甚至是外部中断本身)或高级中断时,产生的外部中断(负跳变)同样将被记录在中断标志寄存器中。
在该中断退出后,将被响应执行。
如果你不希望这样,必须在中断退出之前,手工清除外部中断标志。
3)中断标志可以手工清除。
一个中断如果在没有得到响应之前就已经被手工清除,则该中断将被CPU忽略。
就如同没有发生一样。
4)选择电平触发还是边沿触发方式应从系统使用外部中断的目的上去考虑,而不是如许多资料上说的根据中断源信号的特性来取舍。
比如,有的书上说(《Keil C51使用技巧及实战》),就有类似的观点。
脉冲触发的触发器
为了提高触发器工作的牢靠性,盼望在每个CLK周期里输出的状态只能转变一次,在电平触发的触发器基础上又设计出了脉冲触发的触发器。
1.主从SR触发器
特性方程:Q*=S+R'Q,SR=0
2.主从JK触发器
CP = 1 期间,主触发器接收输入信号;CP = 0 期间,主触发器保持CP 下降沿之前状态不变,而从触发器接受主触发器状态。
因此,主从触发器的状态只能在CP 下降沿时刻翻转。
这种触发方式称为主从触发式。
Q*=JQ'+K'Q
脉冲触发方式的动作特点:
触发器翻转分两步动作:第一步,在CLK=1期间主触发器接收输入端信号,被置成相应的状态,从触发器不变;其次步,CLK下降沿到来时从触发器根据主触发器的状态翻转,输出端Q和Q′的状态转变发生在CLK下降沿。
在CLK=1的全部时间里输入信号都将对主触发器起掌握作用。
一次变化现象:
在Q=0时,J端消失正向干扰,在Q=1时,K端消失正向干扰,触发器的状态只能依据输入端的信号(正向干扰信号)转变一次的现
象称为一次变化现象。
主从JK触发器在使用时要求J、K信号在CLK上升沿前加入,CLK=1期间保持不变,CLK下降沿时触发器状态发生转变。
Flip-Flop Add YourText延迟输出图主从RS-FF的结构框图和图形符号S′R′图4 主从D-FF 的结构框图、惯用符号和国标符号其特性方程仍为:DQ n =+1输出延迟到下降沿图5 主从JK-FF的逻辑图表2 主从JK-FF的特性表R'第十九讲 触发器的电路结构及动作特点图6 主从JK-FF的惯用符号和国标符号由特性表可知,其特性方程仍为: Qn+1 = J Qn + KQn《数字电子技术基础》第十九讲 触发器的电路结构及动作特点【例2】在下图所示的主从JK触发器电路中,若CP、J、K的电压波形如图所示,试求Q和Q 端的电压波形,设Qn = 0 。
Q0tQ0t注:在CP=1期间,J、K信号均未发生改变。
《数字电子技术基础》第十九讲 触发器的电路结构及动作特点★ 主从JF-FF的一次变化现象 主从JF-FF的一次变化现象是指:在CP=1期间,即便J、K输入信号有多次改变,主从 JF-FF的的主触发器的状态仅仅只会改变一次。
【例3】 下图示出了CP、J、K信号的波形,波形强调了 CP=1期间J、K是变化的。
试分析三个时钟CP作用期间主、 从触发器的输出变化规律。
《数字电子技术基础》第十九讲 触发器的电路结构及动作特点YY图7 主从JK-FF的一次变化现象示例 《数字电子技术基础》第十九讲 触发器的电路结构及动作特点主从JK触发器的一次变化现象说明触发器在CP作用 期间对J、K的变化是敏感的。
干扰信号是造成J、K变化 的重要原因。
在CP作用期间,干扰信号相当于窄脉冲作 用于J或K端,引起主触发器状态改变,主触发器记忆了 干扰信号,使得主从JK触发器抗干扰能力变差。
小结 █ 主从(脉冲)触发器特点1、主从触发器状态的改变是在CP下降沿完成的, 因而这种结构无空翻现象;2、主从触发器在CP=1期间无法抗干扰,为克服这 一缺点,又出现了边沿触发器。
《数字电子技术基础》。