设计JK触发器

介绍

JK触发器是以发明集成电路(IC)的电气工程师杰克·基尔比(Jack Kilby)的名字命名的。一个JK触发器被称为通用可编程触发器,因为使用它的输入J、K预置和Clear,任何其他触发器的功能都可以被模仿。

JK触发器是对没有非法状态的SR触发器的改进。在这种情况下,J输入类似于SR触发器的设置输入,K输入类似于SR触发器的复位输入。JK触发器的符号如下图所示。

.JK框图

JK触发器逻辑图

JK触发器逻辑框图如下图所示。如前所述,JK触发器是SR触发器的改进版本。逻辑图由三个输入与非门代替SR触发器中的两个输入与非门组成,输入由S和R中的J和K代替。

JK翻转的设计——失败是这样三个输入一个与非门J,时钟信号和反馈信号从问的和其他的三个输入NAND K,时钟信号和反馈信号从问:这种安排消除了不确定的状态在SR flip -失败。

jk

真值表

4

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操作

  • 情况1:当输入J和K都很低时,Q返回它之前的状态值,即它持有之前的数据。

当我们在J K触发器上加一个时钟脉冲,并且J输入很低,那么不管其他与非门是什么,与非门1输出都会变得很高。同样地,如果K输入很低,那么与非门2的输出也很高。因此,输出保持在相同的状态,即触发器的状态没有变化。

  • 情形2:当J为低,K为高时,触发器将处于复位状态,即Q = 0, Q ' = 1。

当我们给jk触发器加一个时钟脉冲时,输入为J低K高时,与J输入相连的与非门输出变为1。然后Q变成0。这将再次将flip flop重置为以前的状态。因此,触发器将处于复位状态。

  • 情形3:当J为高,K为低时,触发器将处于Set状态,即Q = 1, Q ' = 0

当我们给jk触发器加一个时钟脉冲时,输入为J高K低时,与K输入相连的与非门输出变为1。然后Q '变成0。这将设置具有高时钟输入的触发器。因此触发器将处于设置状态。

  • 情形4:当输入J和K都很高时,触发器处于切换状态。这意味着输出将补充之前的状态。

真值表

JK触发器的真值表如下所示。

jkff

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围绕JK触发器的条件竞争

对于J K触发器的高输入,只有低与门是由相互补充的输出触发的,即Q和Q '。因此,当高输入连接到触发器时,在任何时刻,一个门被启用,另一个门将被禁用。如果上门处于disabled状态,它会驱动触发器到SET状态,之后当下门处于enabled状态时,它会驱动触发器到RESET状态,导致输出切换。这将导致jk触发器的绕战状态。

避免赛车状态的步骤
  1. 我们可以通过设置时钟时间小于触发器的传播延迟来避免竞态。可以通过边缘触发来实现。
  2. 通过使触发器在一个时钟周期内切换。这个概念被引入到主从J K触发器中。

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主从JK触发器

主从J K触发器是一个“同步”设备,它允许数据与时钟信号的定时一起通过。主从触发器由两个串行连接的时钟触发器组成,它们将输入和输出隔离开来,因此术语称为“主从”。主从式JK触发器除了消除普通JK触发器的绕流问题外,还可以模拟SR触发器、时钟触发器、D触发器和Toggle触发器的功能。从触发器的Q和Q '输出被反馈到主触发器,而主触发器的输出被连接到从触发器的输入之一。
当时钟输入高时,主用时钟处于活动状态,从用时钟处于非活动状态。根据输入,主触发器的输出被设置或复位,而从触发器的输出没有改变,因此它保持以前的状态。当从触发器在低时钟输入时变得活跃时,从触发器的输出变化。当时钟高时,主触发器的输出被保持,因为在这段时间内从触发器是不活动的。当时钟低时,主触发器的输出被从触发器看到并传递给输出。从触发器的输出是主-从触发器的最终输出。最后的输出是在时钟脉冲的末尾。

建设

主从JK触发器是两个SR触发器的级联组合,从从触发器的输出反馈到主触发器的输入。主从触发器的电路如下图所示

新
正时钟脉冲应用于主触发器,它们在应用于从触发器之前是反向的,即主触发器在正跃迁期间是活跃的,从触发器在负跃迁期间是活跃的。在时钟的正边缘期间,输入J和K的数据被传递到主触发器,并保持在那里直到时钟的负边缘发生转换。然后数据或信息被传递到从触发器,在这里输出被收集。

由两个JK触发器组成的主从JK触发器的符号表示如下所示。

主从JK触发器的符号表示

主从JK触发器连同预置和清除输入的真值表如下所示。

真值表

当时钟输入较低时,主触发器的两个输入即J和K输入对主从触发器的输出没有影响。

当时钟输入高时

  • 如果J是低的,K是低的:状态不变。
  • 如果J低K高:主从触发器将处于复位状态。
  • 如果J高K低:主从触发器将处于设置状态。
  • J为高,K为高:处于切换状态。
时间图

罗琳女士时机

输入脉冲的宽度可以小于或大于触发器的传播延迟,它不会影响输出状态。但在不违反设置和保持时间的情况下,时钟正边缘处的J和K输入值会影响主从触发器的输出状态。

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应用程序

JK型触发器是数字电子学中应用最广泛的触发器之一。这是因为它们的通用可编程特性。
JK触发器的一些应用包括
•移位寄存器
•频率分规
•切换应用程序
•并行数据传输
•串行数据传输
•二进制计数器
•序列检测器

JK触发器的应用之一是开关。下面将对此进行解释。

JK触发器开关

当我们把时钟信号加到JK触发器上时,输入时钟信号的正跃迁使当前状态输出的开关成为可能。这个启用条件不会持续整个时钟信号的正周期。触发器的J和K输入不能引起时钟脉冲的转换。但正跃迁时的输入值将根据它们的值决定输出。这是JK触发器的应用之一。下面借助波形展示了JK触发器在时钟上正向转换时的输出行为

时间图

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