第四模块:触发器
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可控硅移相触发器模块可控硅移相触发器模块是一种常见的电子元件,广泛应用于电力电子领域。
它具有可控性强、稳定性好等特点,被广泛用于交流电控制、电力调节等方面。
本文将介绍可控硅移相触发器模块的原理、结构和应用。
一、原理可控硅移相触发器模块的原理基于可控硅的特性。
可控硅是一种半导体器件,具有双向导电性。
当控制信号施加在可控硅上时,可控硅将开始导通,形成通路,使电流通过。
而当控制信号消失时,可控硅将停止导通,断开通路,电流停止流动。
二、结构可控硅移相触发器模块通常由可控硅、触发电路和控制电路组成。
可控硅作为核心元件,触发电路用于产生控制信号,控制电路用于控制触发电路的工作状态。
三、应用1. 交流电控制可控硅移相触发器模块可以用于交流电控制,如交流电调光、交流电调速等。
通过控制可控硅的导通角度,可以实现对交流电的控制,从而达到调光、调速的目的。
2. 电力调节可控硅移相触发器模块还可以用于电力调节,如电力因数校正、电力负荷控制等。
通过控制可控硅的导通角度,可以调整电路中的功率因数,实现对电力的调节。
3. 电力电子设备可控硅移相触发器模块广泛应用于各种电力电子设备中,如变频器、逆变器、电力调节器等。
它可以实现对电力的精确控制,提高电力设备的效率和稳定性。
4. 其他领域可控硅移相触发器模块还可以应用于其他领域,如照明控制、电磁炉控制等。
它的可控性和稳定性使得它在各种控制场景下都能发挥重要作用。
总结:可控硅移相触发器模块是一种重要的电子元件,具有可控性强、稳定性好等特点。
它在交流电控制、电力调节和电力电子设备等方面有着广泛的应用。
随着电力电子技术的不断发展,可控硅移相触发器模块将在更多领域发挥重要作用,为电力控制和调节提供更多可能性。
第一章逻辑代数基础一、重点1、逻辑代数(de)基本公式、常用公式和定理.2、逻辑函数(de)表示方法及相互转换(de)方法.3、最小项(de)定义及其性质,逻辑函数(de)最小项之和表示法.4、逻辑函数(de)化简5、无关项在化简逻辑函数中(de)应用二、难点1、约束项、任意项和无关项.约束项和任意项是两个不同(de)概念.在分析一个逻辑函数时经常会遇到这样一类情况,就是输入逻辑变量(de)某些取值始终不会出现,在这些取值下等于1(de)那些最小项将始终为0.这些取值始终为0(de)最小项,就叫做该函数(de)约束项.有时还可能遇到另外一种情况,就是在输入变量(de)某些取值下,逻辑函数值等于1还是等于0都可以,对电路(de)逻辑功能没有影响,在某些变量取值下等于1(de)那些最小项,就叫做这个逻辑函数(de)任意项.约束项和任意项统称为逻辑函数式中(de)无关项,这些最小项是否写入逻辑函数式无关紧要,可以写入也可以删除.三、主要题型及解题方法1、不同进制数之间(de)转换2、逻辑函数不同表示方法之间(de)转换从真值表写出逻辑函数式(de)一般方法:将真值表中使函数值为1(de)那些输入变量取值组合对应(de)最小项相加.从逻辑式列出真值表:将输入变量(de)所有组合状态逐一代入逻辑式求出函数值,列成表.从逻辑式画出逻辑图:用图形符号代替逻辑式中(de)运算符号,就可以画出逻辑图.从逻辑图写出逻辑式:从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对应(de)逻辑式.从逻辑式画出卡诺图:将逻辑函数化成最小项和(de)标准形式,在对应(de)位置上添1,其余为0.3、逻辑等式(de)证明1)分别列出等式两边逻辑式(de)真值表,若真值表完全相同,则等式成立. 2)若能利用逻辑代数(de)公式和定理将等式两边化为完全相同(de)形式,则等式成立.3)分别画出等式两边逻辑式(de)卡诺图,若卡诺图相同,则等式成立.4、逻辑函数(de)化简1)公式化简法利用逻辑代数(de)公式和定理进行逻辑运算,以消去逻辑函数式中多余(de)乘积项和每项中多余(de)因子.如果有无关项,则可以将无关项写入逻辑式,也可以从逻辑式中删除,以使化简结果更加简单.2)卡诺图化简法1画出表示逻辑函数(de)卡诺图2合并最小项(画圈)每个圈内为1(de)相邻最小项(de)个数必须是2i(i=0,1,2…).一个最小项可被多个圈圈,但每个圈至少有一个独有(de)最小项.圈(de)个数尽可能少(乘积项越少),圈尽量大(圈(de)最小项越多,乘积项因子越少).必须把所有(de)最小项圈完.3将合并后(de)最简乘积项相加,写出最简与或式5、逻辑函数式(de)变换利用公式进行变换.第二章门电路一、重点1、半导体二极管和三极管(de)开关特性2、TTL门电路3、CMOS门电路二、难点1、判断双极型三极管(de)工作状态可近似地认为VI ≤VON时三极管截止.iB=0、ic=0.这时三极管(de)c-e之间就相当于一个断开(de)开关.VBE >(硅三极管(de)VON),而且VCE< 时,三极管工作在饱和区.当Ib ≥IBS=(VCC-VCE(sat))/RCβ时,三极管深度饱和导通,VCE≈0、三极管(de)c-e之间就相当于一个闭合(de)开关.2、计算TTL门电路输入端并联(de)总输入电流时,为什么有时按输入端(de)数目加倍,有时按门(de)数目加倍.与逻辑关系是通过T1(de)多发射极结构实现(de),当n个输入端并联时,若输入为低电平,输入电流为流过T1基极(de)电阻R1(de)电流(Vcc-VB1)/R1;而输入为高电平时,T1工作在倒置放大状态,相当于n个倒置放大(de)三极管并联,所以输入电流为单个输入端高电平输入电流(de)n倍.3、为什么TTL电路(de)推拉式输出结构(de)输出电阻都很小.当输出为低电平时,输出端(de)晶体三极管T4 截止,T5饱和导通,其输出电阻很小.当输出为高电平时,T5截止,T4工作在射极输出状态,输出电阻也很小.三、主要题型及解题方法1、双极型三极管工作状态(de)计算在三极管开关电路中,为了使三极管工作在开关状态,必须保证输入为低电平时三极管工作在截止状态,而输入为高电平时三极管工作在饱和导通状态.因此可以利用戴维南定理将三极管(de)基极和发射极之间(de)输入电路简化为等效(de)VE 与RE(de)串联电路.计算输入vi为低电平时(de)VE 值,应该小于VON,三极管截止;计算输入vi 为高电平时(de)VE和i B ,VE应该大于VON,iB应大于临界饱和基极电流IBS,则三极管饱和导通.2、集成门电路逻辑功能(de)分析首先将电路划分为若干个基本功能结构模块:TTL 电路划分为与、或、倒相、非几个模块,CMOS 电路划分为反相器、与、或、传输门等模块.然后从输入到输出依次写出每个电路模块输出与输入(de)逻辑关系式,最后就得到了整个电路逻辑功能(de)表达式.3、输入特性和输出特性(de)应用:包括TTL 电路扇出系数(de)计算、TTL 电路输入端串联电阻允许值(de)计算、三极管接口电路(de)电路参数计算、OC 门和OD 门外接上拉电阻阻值(de)计算.驱动门都必须能为负载门提供合乎标准(de)高、低电平和足够(de)驱动电流,驱动门负载电流必在允许范围,即要满足下列条件:第三章 组合逻辑电路一、重点1、组合逻辑电路在逻辑功能和电路结构上(de)特点2、组合逻辑电路(de)分析方法和步骤3、组合逻辑电路(de)设计方法和步骤4、几种常用中规模集成组合逻辑电路(de)逻辑功能和使用方法5、定性了解组合逻辑电路中(de)竞争--冒险现象及常用(de)消除方法.二、难点1、使用中规模集成器件设计组合逻辑电路时,如何选择器件(de)类型.用n 位地址输入(de)数据选择器,可以产生任何形式(de)输入变量数不大于n+1(de)组合逻辑函数.可以把数据选择器看作通用组合逻辑函数发生器,但它只有一个输出端,只能用于产生单输出逻辑函数.二进制译码器是通用(de)最小项发生器,要用附加(de)或门(或与非门)将所需(de)那些最小项相加,就可以得到所需要(de)逻辑电路了.n 位二进制译码器可以产生输入变量数不大于n(de)组合逻辑函数.加法器(de)逻辑功能是将两个(或两组)输入按二进制数(de)数值相)()(,(max)(max)(max)(max)(max)(max)(min)(min)的个数为负载电流中的个数为负载电流中IL IL OL IH IH OH IL OL IH OH I m mI I I n nI I V V V V ≥≥≤≥加.若要产生(de)函数能化成输入变量与输入变量或输入变量与常量在数值上相加(de)形式,可用加法器实现.数值比较器(de)逻辑功能是比较两个输入二进制代码(de)数值,给出大于、小于和相等(de)输出信号.只能用来判断两个代码是否相同或者数值(de)大小关系.编码器是把每个输入端(de)高、低电平信号转换为一个对应(de)输出代码,因此只能用在需要把一组开关信号转换为一组二进制代码(de)地方.2、逻辑图形符号输入端(de)小圆圈(de)含义,怎样分析这种图形符号(de)逻辑功能.在某些具体(de)逻辑电路中,有(de)输入逻辑变量是以低电平作为有效信号(de).这时为了强调“低电平有效”,便在信号输入端画上小圆圈,并在信号名称上加“非”号.从逻辑功能上讲,这个小圆圈所代表(de)含义是输入信号经过反向后才加到后边(de)逻辑符号上(de),所以它代替了输入端(de)一个反相器. 在分析这类逻辑图形符号(de)功能时,只要用反相器代替输入端(de)小圆圈就可以了.三、主要题型及解题方法1、分析用小规模集成门电路组成(de)组合逻辑电路从输入端到输出端依次写出每一级门电路输出(de)逻辑式,最后在输出端得到表示整个电路输出与输入之间关系(de)逻辑函数式.2、分析用常用中规模集成电路组成(de)组合逻辑电路根据所用器件本身固有(de)逻辑功能,写出表示输入与输出之间关系(de)逻辑函数式.用加到输入端(de)变量名称和输出端(de)变量名称代替上述逻辑函数式中对应端(de)名称,就得到了所分析电路(de)逻辑函数式.为了更直观地显示电路(de)逻辑功能,有时还需要列出逻辑真值表.3、设计组合逻辑电路组合逻辑电路设计步骤:(1)、进行逻辑抽象:分析因果关系,确定输入(原因)、输出(结果)变量;逻辑状态赋值,定义0、1逻辑状态(de)含义;列出真值表.(2)、写出逻辑表达式(3)、选定器件类型,化简或变换逻辑函数式(4)、画出逻辑电路图.用小规模集成门电路设计组合逻辑电路时,要将逻辑函数式化为最简形式.用中规模集成电路设计组合逻辑电路时,须把要产生(de)逻辑函数变换成与所用器件(de)逻辑函数式类似(de)形式,将变换后(de)逻辑函数式与选用器件(de)函数式对照比较,确定所用器件各输入端应当接入(de)变量或常量(1或0)以及各片间(de)连接方式.第四章触发器一、重点1、触发器逻辑功能(de)分类和逻辑功能(de)描述方法(特性表、特性方程和图形符号).2、触发器(de)不同电路结构及各自(de)动作特点.3、触发器(de)电路结构类型和逻辑功能类型之间(de)关系.二、难点1、触发器(de)分类方法和各自(de)特点.按电路结构形式分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、维持阻塞触发器和CMOS边沿触发器.电路结构不同,它们(de)动作特点不同.按逻辑功能分为RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等.逻辑功能不同,信号(de)输入方式以及触发器状态随输入信号变化(de)规律不同.根据存储原理分为静态和动态触发器.静态触发器靠电路(de)自锁存储数据,动态触发器是通过MOS管栅极输入电容上存储电荷来存储数据(de).2、触发器(de)电路结构和逻辑功能之间(de)关系.触发器(de)电路结构和逻辑功能是两个不同(de)概念,两者没有固定(de)对应关系.同一逻辑功能(de)触发器可以用不同(de)电路结构实现,电路结构不同,动作特点不同;用同一种电路结构形式可以实现不同(de)逻辑功能(de)触发器.例如:有同步RS触发器、主从RS触发器、维持阻塞结构RS触发器,它们在稳态下(de)逻辑功能相同,但电路结构不同,动作特点不同.又如维持阻塞结构可以做成D触发器,也可做成JK触发器.3、主从结构触发器(de)动作特点主从触发器翻转分两步完成:CP=1时,主触发器接收输入信号,置成相应状态;CP下降沿从触发器翻转.主触发器是一个同步触发器,在CP=1(de)全部时间里输入信号都对主触发器起控制作用.主从RS触发器,CP=1期间主触发器可以变化多次.主从JK触发器,由于Q和/Q接回到了输入门,在Q=0时主触发器只接受置1输入信号,Q=1 时主触发器只接受置0信号, 使得CP=1期间主触发器只能变化一次.因此在CP=1期间输入信号发生过变化后,从触发器(de)状态不一定决定于CP下降沿时(de)输入状态值,必须考虑CP=1整个期间(de)输入信号(de)变化过程.第五章时序逻辑电路一、重点1、时序逻辑电路在逻辑功能和电路结构上(de)特点,以及时序逻辑电路逻辑功能(de)描述方法.2、同步时序逻辑电路(de)分析方法和设计方法.3、几种常见中规模集成时序逻辑电路(de)逻辑功能和使用方法二、难点1、时序逻辑电路(de)结构中为什么必须含有一个存储电路,而且存储电路(de)输出还必须与输入变量一起决定电路(de)输出.时序逻辑电路区别于组合逻辑电路(de)根本特征在于它任意时刻(de)输出不仅取决于当时(de)输入,而且还取决于电路原来(de)状态.为了实现上述逻辑功能,时序电路就必须有记忆能力,把电路原来(de)状态保存下来,这就需要用存储电路.同时,为了使输出“不仅取决于当时(de)输入,而且取决于电路原来(de)状态”,那么就必须将存储器(de)输出加到输出电路上,与输入(de)逻辑信号共同决定输出(de)逻辑状态.2、可以说CP信号是计数器(de)输入逻辑变量吗计数器(de)工作过程是每次时钟脉冲到来后便按照状态转换图一次从一个状态转换为下一个状态.时钟脉冲只是让计数器从一个状态转到下一个状态(de)操作信号,而计数器(de)具体状态与时钟信号没有任何逻辑关系.因此,时钟信号不是输入逻辑变量.3、设计实际时序电路时(de)逻辑抽象.时序电路(de)逻辑功能上(de)特点是任意时刻(de)输出不仅取决于当时(de)输入,同时还取决于电路所处(de)状态,这就要求逻辑函数能描述逻辑事件(de)全部过程.为此,逻辑抽象工作必须包括以下内容:1)确定所设计电路(de)输入变量和输出变量.2)通过对逻辑要求(de)分析,找出在事件发生过程中所可能出现(de)逻辑状态.这些状态需要分别用电路(de)状态表示,即逻辑状态(de)数目就是电路必须具备(de)状态数.3)定义输入、输出逻辑状态(de)含义,并将逻辑状态编码.4)分析设计要求,找出每个逻辑状态在各种可能(de)输入信号下(de)输出状态和应当转到(de)次态.第六章脉冲波形(de)产生和整形一、重点1、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器典型电路(de)工作原理,电路中各元器件(de)作用以及电路元件参数与电路性能之间(de)定性关系.2、脉冲电路(de)分析计算方法.3、555定时器(de)应用二、难点1、这一章(de)施密特触发器和第四章(de)各种触发器(de)区别.“施密特触发器”是“Schmitt Trigger”,而第四章中(de)各种“触发器”是“Flip-Flop”,所指(de)是两种根本不同性质(de)电路.只是在翻译成中文时没有加以区分,所以容易混淆.第四章讲(de)各种触发器都具有两个可以自行保持(de)稳定状态,并且可以根据需要置成0或1状态.而施密特触发器(de)输出状态始终都是由当时(de)输入状态决定(de),没有记忆状态.它(de)性能特点仅在于输入电压在上升过程中引起输出状态改变时(de)阈值电压V T+和下降过程中引起输出状态改变时(de)阈值电压V T--不相同,而且由于输出状态改变过程中有正反馈作用,所以输出电压变化(de)边沿很陡.2、分析计算脉冲电路(de)方法分析计算脉冲电路常采用波形分析法,其步骤为:1)分析电路(de)工作过程,定性地画出电路中各点电压(de)波形,找出决定电路状态发生转换(de)控制电压.2)画出电容充、放电(de)等效电路.3)确定控制电压充放电(de)初值、终值和转换值.4)代入公式: 计算充、放电时间,求出结果.这种波形分析法(de)关键是能否正确地画出电路各点(de)电压波形,能否正确地画出电容充、放电(de)等效电路.第七章 半导体存储器一、重点1、存储(de)分类,每一类存储器(de)主要特点及工作原理2、存储器(de)扩展接法.3、用存储器设计组合逻辑电路(de)方法.二、难点TH c c cV v v v RC t -∞-∞=)()0()(ln1、这一章讲(de)存储器和第五章讲(de)寄存器(de)区别存储器和寄存器都是用来存储信息(de),但它们(de)结构和工作是不同(de).寄存器电路结构(de)特点是每个存储单元(de)输入和输出都接到一个引脚上,可以直接与外界连接,它可以最方便、快捷地与外电路交换数据.由于制作工艺(de)限制,集成电路(de)引脚数目不可能太多,所以每个寄存器(de)集成电路里包含(de)存储单元数目不会太大,无法实现大量数据(de)存储.存储器电路(de)结构特点是采用了公用(de)输入与输出电路,只有被输入地址代码指定(de)存储单元才能通过输入与输出电路(de)外电路数据交换.因此,就可以在不增加输入与输出引脚(de)条件下大量(de)增加集成电路内部(de)存储单元,制成大存储容量(de)存储器芯片.存储器(de)写入和读出操作就不像寄存器那样简单而直接.首先要输入指定地址(de)代码,经过地址译码器译码后找到对应(de)存储单元,然后才能对指定(de)存储单元进行写入或读出操作.2、用存储器来设计组合逻辑电路时,应当如何选取变量输入端和函数输出端用存储器设计组合逻辑电路时,在知道了组合逻辑函数(de)真值表以后,如果把输入变量看作存储器(de)地址输入信号,把存储器(de)数据输出端看作是函数输出端,那么函数(de)真值表也就是存储器(de)数据表.因此选地址输入端作为变量输入端,选数据输出端作为函数输出端.第八章可编程逻辑器件(PLD)重点1、各种PLD在逻辑功能上(de)共同特点.2、PLD(de)分类及各自(de)特点.3、采用PLD设计逻辑电路时需要使用哪些工具.第九章数—模和模—数转换一、重点1、权电路和到T型D/A转换器(de)工作原理,输出电压(de)定量计算.2、双极性输出D/A转换器(de)工作原理,电路接法,输出电压(de)定量计算.3、A/D转换器(de)主要类型,基本工作原理,性能和比较4、D/A和A/D转换器转换精度和转换速度(de)表示方法和主要影响因素.二、难点D/A转换器(de)应用1.用于组成波形发生器1)分析给定(de)波形发生器电路:首先找出D/A转换器输入(de)数字序列数值,然后算出与这些数字量对应(de)输出模拟电压数值,再将这些模拟电压作为输出波形(de)幅值,按时间顺序画出波形,就得到了输出电压波形.2)设计产生指定波形(de)波形发生器电路:在一个完整(de)波形周期内按一定(de)时间间隔取一系列(de)采样点;选定一个最小量化单位,将每个采样点上波形(de)幅值量化,算出对应(de)数字量;将这些数字量顺序地存入存储器(de)地址中,并将存储器(de)数据输出作为D/A转换器(de)数字量输入;顺序地读出存储器(de)数据并不断(de)循环,在D/A转换器(de)输出端就得到了所要求(de)电压波形.2.用于组成增益可编程放大器负反馈电压放大器中,电压放大倍数(增益)为AV = - RF/ R1.只要以D/A转换器作为可编程电阻取代R1或RF,就能构成增益可编程放大器.这里所说(de)“编程”就是为D/A转换器设定输入数字量D,通常是将数字量D 存入一个寄存器中,然后将寄存器(de)输出加到D/A转换器上.。
simulink trigger模块用法摘要:一、Simulink简介二、Simulink触发器模块概述三、Simulink触发器模块用法1.基本用法2.触发器类型3.触发器参数设置4.触发器应用实例四、触发器模块在仿真中的应用五、总结与展望正文:一、Simulink简介Simulink是MATLAB的一个扩展工具,用于模拟和分析动态系统。
它为用户提供了一个基于图形的仿真环境,可以方便地构建、模拟和测试各种控制系统、信号处理系统和通信系统。
在Simulink中,有许多内置的模块,其中包括触发器模块,用于实现数字信号处理、控制系统和其他领域的各种功能。
二、Simulink触发器模块概述Simulink触发器模块是一种特殊的模块,用于在仿真过程中产生具有一定规律的脉冲信号。
触发器模块的工作原理是根据输入信号的变化来控制输出信号的产生。
触发器模块在数字电路设计、信号处理和控制系统分析中具有广泛的应用。
三、Simulink触发器模块用法1.基本用法要在Simulink中使用触发器模块,首先需要将触发器模块从Simulink库中拖拽到仿真模型中。
然后,将输入信号连接到触发器模块的输入端,将触发器模块的输出端与其他模块相连。
在完成模型搭建后,运行仿真程序,观察触发器模块的输出信号。
2.触发器类型Simulink触发器模块提供了多种触发器类型,包括上升沿触发、下降沿触发、双边沿触发和多相触发等。
用户可以根据实际需求选择合适的触发器类型。
3.触发器参数设置触发器模块参数设置主要包括触发条件、触发次数、触发延迟等。
用户可以根据实际需求调整这些参数,以满足不同的应用场景。
4.触发器应用实例触发器模块在仿真中的应用非常广泛,例如,可以用于生成数字信号、实现数字滤波、控制信号传输等。
以下是一个简单的触发器应用实例:实例:使用触发器模块生成方波信号步骤:a.创建一个Simulink空白模型。
b.从Simulink库中拖拽一个触发器模块到模型中。
可控硅模块晶闸管过零触发器触发模块mtc mtx触发器接头
可控硅模块晶闸管过零触发器,如KC07,能使双向可控硅的开关过程在电源电压为零或电流为零的瞬间进行触发。
这种工作方式可以减小负载的瞬态浪涌电流和射频干扰,从而提高可控硅的使用寿命。
触发器的接头用于连接电路,并实现功率、电压等输出负载的无级化调节。
此外,还有专门的MTC和MTX触发器模块,这些模块在销售平台上有多种选择,并且可以根据需要进行全球邮寄。
触发可控硅的动作不仅取决于温度、供电电压、栅极电流等不同的变量,还需要确保正确的触发信号。
例如,门触发是在使用的不同电路中最常见的一种,对于大多数应用来说,它简单、可靠、高效且易于实施。
因此,选择合适的触发器和正确的触发方法对于确保可控硅的正常工作是非常重要的。
数字电路与逻辑设计王毓银答案 【篇一:南邮数电-b0400032s 数字电路与逻辑设计 b教课纲领】>digital circuits and logic design b课程编号:开课学院:课程类型:b0400032s电子科学与工程学院学科基础课学分:课内学时:课程性质:3 48 必修一、课程的性质和目的本课程是高校理科、工科电子信息科学类、电气信息类、仪器仪表类专业本科生在电子技术方面的学科基础课。
经过本课程的学习,使学生掌握数字逻辑的基本理论;认识常用功能固定组合器件、时序器件及可编程逻辑器件(pld )的构造、工作原理,掌握它们的逻辑功能和应用方法;掌握数字电路模块的基本剖析、设计方法;了解a/d 、d/a 变换的原理与过程;掌握半导体储存器的应用方法。
本课程以采纳数字集成电路设计数字硬件电路模块为特点,拥有很强的逻辑推理和工程实践性,能培育学生的抽象思想能力、谨慎的科学态度、数字硬件电路的剖析和设计能力及从事科研工作的实践着手能力。
学习本课程是为了给《单片机原理与应用》、《嵌入式系统》、《计算机接口技术》、《通讯原理》、《自动控制》等后续课程打下基础。
二、课程教课内容及基本要求1. 知识单元一:数制与码制(3 学时)(1)知识点一:数制、码制的基本观点(2)知识点二:常用数制及其变换(3)知识点三:常 用二进制码及bcd 码教课基本要求:认识数制、码制的基本观点,掌握常用数制(二、八、十、十六进制)及变换方法,认识常用二进制码(自然二进制码、循环码、奇偶校验码)及bcd 码(8421bcd 、5421bcd 、余3bcd )。
2. 知识单元二:逻辑代数基础(9 学时)(1)知识点一:逻辑代数的基本观点、基本运算、基本公式和规则(2)知识点二:逻辑函数的描绘方式(3)知识点三:逻辑函数的 简化教课基本要求:掌握逻辑代数的基本观点、基本公式、基本规则,掌握逻辑函数的描绘方式(真值表、表达式、电路图、卡诺图)及其互相变换方法,认识逻辑函数最简与或式的公式化简法,掌握逻辑函数( 4 变量及以下)最简与或式的卡诺图化简法。
基本触发器的设计预备知识:RS触发器是一种基本的触发器一触发器1触发器的概念触发器:具有记忆功能的基本逻辑电路,能存储二进制信息(数字信息)。
触发器有二个基本特性:( 1 )有两个稳态,可分别表示二进制数码 0 和 1 ,无外触发时可维持稳态;触发器的两个稳定状态①Q=1,通常将Q端作为触发器的状态。
若Q端处于高电平,就说触发器是1状态;②Q=0,Q端处于低电平,就说触发器是0状态;Q端称为触发器的原端或1端,端称为触发器的非端或0端。
( 2 )外触发下,两个稳态可相互转换(称翻转),已转换的稳定状态可长期保持下来,这就使得触发器能够记忆二进制信息,常用作二进制存储单元。
(3 )触发器的分类:根据逻辑功能不同:RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和触发器等。
触发方式不同:电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。
电路结构不同:基本RS触发器,同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器。
二、RS触发器的知识1 基本RS触发器原理图2-1是由两个“与非”门构成的基本R-S触发器。
RD、SD是两个输入端,Q及Qn是两个输出端。
图2-1 RS触发器2 稳定状态正常工作时,触发器的Q 和Qn 应保持相反,因而触发器具有两个稳定状态:① Q=1,Qn=0。
通常将Q 端作为触发器的状态。
若Q 端处于高电平,就说触发器是1状态; ② Q=0,Qn=1。
Q 端处于低电平,就说触发器是0状态;Q 端称为触发器的原端或1端,Qn 端称为触发器的非端或0端。
3 真值表R-S 触发器的逻辑功能,可以用输入、输出之间的逻辑关系构成一个真值表(或叫功能表)来描述。
① 当RD=0,SD=1时,不论触发器的初始状态如何,Qn 为1,由于“与非”门2的输入全是1,Q 端应为0。
称触发器为状态,R D 为置0端② 当RD =1,SD =0时,不论触发器的初始状态如何,Q 为1,从而使Qn 为0。
称触发器为1状态,SD 置1端。
第四模块:触发器一、本模块学习目标1、理解基本R、S触发器的功能、描述方法、电路结构与工作特点;2、熟悉同步R、S触发器、D触发器的特点及电路结构;3、掌握主从R、S触发器、主从J、K触发器的特点;掌握边沿触发器的特点及抗干扰能力强的原因;4、熟练掌握主从J、K触发器、各类边沿触发器的功能描述方法及电路结构与逻辑功能间的关系;5、熟练掌握常用RS、JK、D、T触发器集成芯片的使用。
二、本模块重难点内容1、触发器逻辑功能的分类和逻辑功能的描述方法(特性表、特性方程和图形符号)2、触发器的不同结构及各自的动作特点。
3、触发器的电路结构类型和逻辑功能类型之间的关系。
三、本模块问题释疑1、什么是清零、预置?答:清零是将各数据输出端的状态全为0;预置是使数据输出端输出预定的状态。
什么是直接预置和直接清零?答:预置和清零与CP无关,这种方式称为直接预置和直接清零。
2.预置端和清零端的作用?答:预置端加低电平,清零端加高电平时,触发器置1,反之触发器置0,正常工作时,预置端和清零端必须都加高电平。
3.什么是触发器?答:触发器是能够存储1位二进制码的逻辑电路,它有两个互补输出端,其输出状态不仅与输入有关,而且还与原先的输出状态有关。
是构成时序逻辑电路的基本部件。
4.触发器有哪些特点?答:触发器的特点如下:1)它有两个稳定的状态:0状态和1状态;在不同的输入情况下,它可以被置成0状态或1状态;当输入信号消失后,所置成的状态能够保持不变。
5.a.按电路结构触发器可分为哪几类?解:触发器的电路结构分为基本RS触发器、同步触发器,主从触发器和边沿触发器。
b.触发器之间相互转换的方法?答:利用已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则,求出转换逻辑。
c.触发器之间相互转换的步骤?答:触发器之间相互转换的步骤如下:a)写出两个触发器的特性方程。
b)变换待求触发器的特性方程,使之形式与已有触发器的特性方程一致。
c)比较,根据相等原则求转换逻辑。
d)画电路图。
6.如果基本RS触发器由两个与非门组成,R、S输入端加上什么电平时触发器出现不定状态?答:当R、S均为低电平时出现不定状态。
7.基本RS触发器的不同名称?答:基本RS触发器可称为电平控制触发器、置O置1触发器、置位复位触发器。
8.说明基本RS触发器在置“1”或置“0”脉冲消失后,为什么触发器的状态保持不变。
答:基本RS触发器电路如图所示。
门G1和门G2首尾相接,构成了正反馈。
若门G1导通时门G2则截止,形成一个稳定状态;反之门G1截止时门G2则导通,形成另一个稳定状态。
二者必居其一。
在置“1”或置“0”脉中作用下破坏了原来稳定状态,发生了翻转而进入另一稳定状态,此时触发信号即失去作用,依靠正反馈使该状态得以保持。
氢置“1”或置“0”脉冲消失后,触发器状态保持不变,这便是触发器的记忆功能。
9.基本RS的特点有哪些?答:基本RS的特点有1)触发器的次态不仅与输入信号状态有关,而且与触发器的现态有关。
2) 电路具有两个稳定状态,在无外来触发信号作用时,电路将保持原状态不变。
3) 在外加触发信号有效时,电路可以触发翻转,实现置0或置1。
在稳定状态下两个输出端的状态和必须是互补关系,即有约束条件。
10.按触发器的功能定义,什么为RS 触发器?答:在数字电路中,凡根据输入信号R 、S 情况的不同,具有置0、置1和保持功能的电路,都称为RS 触发器。
按结构有基本RS 触发器、同步RS 触发器、主从RS 触发器和边沿RS 触发器等。
11.为什么RS 触发器具有约束条件?答:当RS 均为有效电平时,与非门的输出端Q 和Q 全为1,在两个输入信号都同时撤去后,触发器的状态将不能确定是1还是0,因此称这种情况为不定状态,应当避免。
故在外加输入信号RS 时一定注意其约束条件。
12.列出下图所示同步RS 触发器的功能表,并写出其特性方程。
答:同步RS 触发器的功能表如下:特性方程为:⎩⎨⎧=+=+约束方程)( 01RS Q R S Q nn CP=1期间有效13.在同步RS 触发器的电路中,D S 和D R 两个输入端起什么作用?答:D S 和D R 称为直接置“1”和置“0”输入端,当任一个(只能一个)输入为低电平时触发器便强迫置“1”或置“0”,此时不论外加输入信号R 、S (包括CP 端)是何种状态,都不会影响输出的状态。
工作时,预置端和清零端必须都加高电平。
14.同步触发器的特点是什么?答:触发器状态改变被控制在一个时间段里。
CP=1(或0)期间,触发器按照相应的逻辑功能和输入信号进行状态翻转,CP=0(或1)期间,保持状态不变。
属于脉冲(控制)触发。
逻辑功能:RS 触发器、JK 触发器、D 触发器。
其逻辑符号如下:5)例触发器的CP 、R 、S 信号波形如图题所示,画出Q 和Q 端的波形。
设初态Q =0。
答:当初态Q =0时,其输出端Q 和Q 的波形如图解所示。
图图解 15.什么是主从触发器? 答:主从触发器由两级同步触发器构成,其中一级接收输入信号,其状态直接由输入信号决定,称为主触发器。
还有一级的输入与主触发器的输出连接,其状态由主触发器的状态决定,称为从触发器。
主从RS 触发器的电路结构如下图所示:16.主从触发器的特点?答:触发器状态改变被控制在某一时刻。
CP=1(或0)期间,触发器接收信号,CP下降沿时刻触发器按照相应的逻辑功能和输入信号进行状态翻转,CP=0(或1)期间,保持状态不变。
逻辑功能:RS触发器、JK触发器、D触发器。
17.画出主从RS触发器的逻辑符号及说明表示的含义?答:符号及含义如下:18.主从JK触发器的特点?答:主从JK触发器的特点如下:①主从JK触发器采用主从控制结构,从根本上解决了输入信号直接控制的问题,具有CP=1期间接收输入信号,CP下降沿到来时触发翻转的特点。
②输入信号J、K之间没有约束。
存在一次变化问题。
19.电路如下图所示,设各触发器的初态为0,画出在CP脉冲作用下Q端的波形。
图图解答:设图题a、b、c、d输出端Q的波形分别为Q1、Q2、Q3、Q4,它们如图解所示。
20.主从JK触发器出现一次变化现象的两种情况?答:主从JK触发器出现一次变化现象的两种情况如下:f)触发器状态为1,CP=1期间信号K由0变1;g)触发器状态为0,CP=1期间信号J由0变1。
21.为避免一次变化现象,主JK触发器对输入信号有何要求?答:以负跳沿触发为例,J、K信号在CP上升沿前加入,CP=1期间保持不变,CP下降沿时触发器状态改变。
这也是主从触发器的脉冲工作特性。
22.什么是触发器的脉冲工作特性?答:触发器对时钟脉冲、输入信号之间的时间关系的要求称为触发器的脉冲工作特性。
23.什么是最高时钟频率f max?答:f max就是触发器在计数状态下能正常工作的最高工作频率,是表明触发器工作速度的一个指标。
24.什么是维持时间?答:JK主从触发器存在一次变化现象,因此J、K信号必须在CP正跳沿前加入,并且不允许在CP=1期间发生变化,为了工作可靠,CP=1的状态必须保持一段时间,即维持时间。
25.按功能说明什么为JK触发器?答:在数字电路中,凡在CP时钟脉冲控制下,根据输入信号J、K情况的不同,具有置0、置1、保持和翻转功能的电路,都称为JK触发器。
26.将JK触发器的J和K端悬空(也称T′触发器),试分析其逻辑功能。
答:触发器是由“与”非门组成,当输入端J和K悬空时,相当于J=K=1,所以是一只计数触发器,可在CP脉冲作用下连续翻转而计数。
27.什么是计数?答:所谓计数就是触发器状态翻转的次数与CP脉冲输入的个数相等,以翻转的次数记录CP的个数。
28.什么是边沿触发器?答:边沿触发器是在时钟信号CP上升沿或下降沿到来瞬间,触发器才根据输入触发信号改变输出状态,而在时钟信号CP的其他时刻,触发器将保持输出状态不变。
29.上升沿触发的边沿触发器在CP=0,CP=1时,保持状态是否相同?答:不同。
CP=0时,触发器保持触发前的状态。
而CP=1时,保持触发后的状态。
30.边沿JK触发器有哪些特点?答:边沿JK触发器特点为:(1)边沿触发,无一次变化问题。
(2)功能齐全,使用方便灵活。
(3)抗干扰能力极强,工作速度很高。
31.用边沿JK触发器组成一个四分频电路?答:其电路如下图所示:32.归纳基本RS触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器触发翻转的特点?答:(1)基本RS触发器:在输入信号S和R全部作用时间内,都能直接改变输邮端Q和Q的状态。
(2)同步RS触发器:在CP=1的全部时间内,S和R的变化都将引起触发器状态的相应改变。
(3)主从触发器:触发器的翻转分两步动作,第一步,在CP=1(或CP=0)期间主触发器接收输入端的信号被置成相应的状态,从触发器不动;第二步,CP下降沿(或上升沿)到来时从触发器按照主触发器的状态翻转。
因为主触发器本身是一个同步RS触发器,所以在CP=1的全部时间里输入信号都将对主触发器起控制作用。
(4)边沿触发器:触发器的状态仅取决于CP信号的上升沿或下降沿到达时输入端的逻辑状态,而在这以前或以后,输入信号的变化对触发器的状态没有影响。
33.解释边沿触发器的工作速度高于主从触发器的原因?答:触发器的工作速度是指从输入信号加入的时刻到触发器输出端翻转所需的时间。
边沿触发器是在CP 正(或负)跳沿前接受输入信号,正(或负)跳沿时触发翻转,工作速度不到半个时钟周期,即工作速度<21CP 周期,CP 跳变前瞬间输入信号,CP 跳变后触发翻转。
对主从触发器,输入信号在CP 正跳沿前加入,CP 正跳沿后的高电平要有一定的延迟时间,以确保主触发器达到新的稳定状态,CP 负跳沿使触发器翻转,所以,工作速度>21CP 周期,CP 要经历两次跳变,CP 正跳前输入信号,CP 负跳后触发翻转。
34.什么是T 触发器?答:根据输入信号T 的情况不同,凡是具有保持和计数功能的电路都叫T 型触发器。
35..特性方程的定义?答:由状态真值表写出的表明次态(Q n+1)与输入信号及现态(Q n )关系的逻辑函数表达式。
例如同步RS 触发器的特性方程如下:⎩⎨⎧=+=+约束方程)( 01RS Q R S Q nn CP=1期间有效36.写出RS 触发器、JK 触发器、T 触发器和D 触发器的特性方程?答:RS 触发器:01=++SR Q R S Q n n 且JK 触发器:n nn Q K Q J Q +=+1T 触发器:n n n Q K Q T Q +=+1D 触发器:D Q n =+1 37.双稳态触发器的主要特点?答:(1)具有“0”态和“1”态两个稳定状态。
(2)在外部信号作用下能实现状态转换,即翻转。