第4章数字电路触发器

1、1 4.1 概述概述 4.2 触发器的电路结构与动作特点触发器的电路结构与动作特点 4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的逻辑功能及其描述方法 2 定义定义：能够储存能够储存1位二值信号的基本单元电路统称为位二值信号的基本单元电路统称为 触发器。触发器。 两个基本特征：两个基本特征： 它有两个稳定状态，可分别用来表示二进制数码它有两个稳定状态，可分别用来表示二进制数码0 和和1 在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相 互转换，输入信号消失后，已转换的稳定状态可互转换，输入信号消失后，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

2、制长期保持下来，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信息，常用作二进制存储单元。 触发器的描述方式触发器的描述方式可用功能表（特性表）、特可用功能表（特性表）、特 性方程、状态图以及波形图（时序图）来描述性方程、状态图以及波形图（时序图）来描述。 4.1 概述 3 按电路结构分类按电路结构分类基本基本RS触发器、同步触发器、同步RS触触 发器、主从触发器、边沿触发器、（维持阻塞触发器、主从触发器、边沿触发器、（维持阻塞触 发器）。发器）。 根据逻辑功能分类根据逻辑功能分类触发器可以分为触发器可以分为RS触发触发 器、器、D触发器、触发器、JK触发器、触发器、T和和T 触发器

3、触发器； 4 一、基本一、基本 RS 触发器触发器 ( (一一) )由与非门组成的基本由与非门组成的基本 RS 触发器触发器 1. 电路结构及逻辑符号电路结构及逻辑符号 QQ SDRD G1G2 QQ SDRD SR SDRD QQ Q = 1，Q = 0 时，称为触发器的时，称为触发器的 1 状态，记为状态，记为 Q = 1； Q = 0，Q = 1 时，称为触发器的时，称为触发器的 0 状态，记为状态，记为 Q = 0。 RDSD 置置0端，也端，也 称复位端。称复位端。 R 即即 Reset 置置1端，也端，也 称置位端。称置位端。 S 即即 Set Basic Flip - Flop

4、信号输入端信号输入端 互补输出端，互补输出端， 正常工作时，正常工作时， 它们的输出它们的输出 状态相反。状态相反。 低电平有效低电平有效 4.2 触发器的电路结构与动作特点触发器的电路结构与动作特点 5 QQ SDRD G1G2 11 01 10 00 SDRD 功功 能能 说说 明明 输输 入入 QQ 输输 出出 2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 01 1 1 1 0触发器被置触发器被置 0 触发器置触发器置 010 6 2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 QQ SDRD G1G2 11 01 10 00 SDRD 功功 能能 说说 明明 输输 入入 QQ 输输 出出 1

5、0 0 1 1 1触发器被置触发器被置 1 触发器置触发器置 010 触发器置触发器置 101 7 2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 QQ SDRD G1G2 11 01 10 00 SDRD 功功 能能 说说 明明 输输 入入 QQ 输输 出出 11 触发器置触发器置 010 触发器置触发器置 101 触发器保持原状态不变触发器保持原状态不变不不 变变 & G1 门输出门输出 QSQ D QQ 1 G2 门输出门输出 QRQ D QQ 1 8 2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 QQ SDRD G1G2 输出状态输出状态不定不定( (禁用禁用) )不不 定定 11 01 1

6、0 00 SDRD 功功 能能 说说 明明 输输 入入 QQ 输输 出出 触发器置触发器置 010 触发器置触发器置 101 触发器保持原状态不变触发器保持原状态不变不不 变变 00 11 输出既非输出既非 0 状态，状态， 也非也非 1 状态。当状态。当 RD 和和 SD 同时由同时由 0 变变 1 时，时， 输出状态可能为输出状态可能为 0，也，也 可能为可能为 1，即输出状态，即输出状态 不定。因此，这种情况不定。因此，这种情况 禁用。禁用。 9 特性表（真值表）特性表（真值表） 现态：触发器接收输入信号之前的状 态，也就是触发器原来的稳定状态。 次态：触发器接收输入信号之后所处 的新的

7、稳定状态。 10 3. 逻辑功能的特性表描述逻辑功能的特性表描述 次态次态 现态现态 指触发器在输入信号变化前的状态，用指触发器在输入信号变化前的状态，用 Qn 表示。表示。 指触发器在输入信号变化后的状态，用指触发器在输入信号变化后的状态，用 Qn+1 表示。表示。 触发器次态与输入信号和电路原有状态之触发器次态与输入信号和电路原有状态之 间关系的真值表。间关系的真值表。 11 00 00 1 触发器触发器状态不定状态不定 0 10 10 1 0 0 触发器触发器置置 0 0 01 01 1 0 1 触发器触发器置置 1 1 11 1100 11 触发器触发器保持原状态不变保持原状态不变 说

8、说 明明Qn+1QnSDRD 基本基本 RS 触发器特触发器特 性表的简化表示性表的简化表示 Qn11 101 010 不定不定00 Qn+1SDRD 与非门组成的基本与非门组成的基本 RS 触发器特性表触发器特性表 置置 0 端端 RD 和置和置 1 端端 SD 低电平有效低电平有效。 禁用禁用 RD = SD = 0。称约束条件称约束条件 注意注意 12 波形分析举例波形分析举例 解：解： 例 设下图中触发器初始状态为 0，试对应输入波形 画出 Q 和 Q 的波形。 Q Q SD RD S R SD RD 保持保持 初态为初态为 0，故保持为，故保持为 0。 置置 0 保持保持 Q Q 置

9、置 1 13 ( (二二) )基本基本 RS 触发器的两种形式触发器的两种形式 特特 性性 表表 Qn11 101 010 不定不定00 Qn+1SDRD 不定不定11 001 110 Qn00 Qn+1SDRD QQ SDRD SR QQ SDRD SR 逻逻 辑辑 符符 号号 置置 0、置、置1 信信 号低电平有效号低电平有效 置置 0、置、置1 信信 号高电平有效号高电平有效 注注 意意 弄清输入弄清输入 信号是低电平信号是低电平 有效还是高电有效还是高电 平有效。平有效。 14 ( (三三) )基本基本 RS 触发器的优缺点触发器的优缺点 优点优点 缺点缺点 电路简单，是构成各种触发器

10、的基础。电路简单，是构成各种触发器的基础。 1. 输出受输入信号直接控制，不能定时控制。输出受输入信号直接控制，不能定时控制。 2. 有约束条件。有约束条件。 15 图4.2.3 例4.2.1的电路和电压波形 （a）电路结构 （b）电压波形图 16 同步触发器同步触发器 Synchronous Flip - Flop 实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入 信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要 增加一个时钟控制端增加一个时钟控制端 CP。 CP 即即 Clock Pulse，它是一串，

11、它是一串 周期和脉宽一定的矩形脉冲。周期和脉宽一定的矩形脉冲。 具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器，具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器， 又称钟控触发器。又称钟控触发器。 同步触发器是其中最简单的一种，而同步触发器是其中最简单的一种，而 基本基本 RS 触发器称异步触发器。触发器称异步触发器。 4.2.2 同步同步RS触发器的电路结构与动作特点触发器的电路结构与动作特点 17 QQ G1 G2 SR G3G4 CP Q3Q4 ( (一一) )同步同步 RS 触发器触发器 工作原理工作原理 CP = 0 时，时，G3、G4 被封锁，输入信号被封锁，输入信号 R、S 不起作用。基本不起作用

12、。基本 RS 触发触发 器的输入均为器的输入均为 1，触发器，触发器 状态保持不变。状态保持不变。 CP = 1 时，时，G3、G4 解除封锁，将输入信号解除封锁，将输入信号 R 和和 S 取非后送至基本取非后送至基本 RS 触发器的输入端。触发器的输入端。 0 11 1 SR 1. 电路结构与工作原理电路结构与工作原理 基本基本 RS 触发器触发器 增加了由时钟增加了由时钟 CP 控制的门控制的门 G3、G4 18 QQ 1SC11R QQ G1 G2 SR G3G4 CP Q3Q4 不定不定11 001 1 10 Qn00 Qn+1SR RS功能功能 R、S 信号信号 高电平有效高电平有效

13、 S SD R RD RDSD 2. 逻辑功能与逻辑符号逻辑功能与逻辑符号 异步置 0 端 RD 和异步置1 端 SD 不受 CP 控制。 实际应用中，常需要利用异步端预置触发器值 (置 0 或置 1)，预置完毕后应使 RD = SD = 1。 19 RD CP R Q Q 1SS C1CP R1R R S VCC RD S 解：解： 例 试对应输入波形画出下图中 Q 端波形。 原态未知原态未知 Q VCC RD RD 20 主主 要要 特特 点点 波波 形形 图图 （1）时钟电平控制。在CP1期间接收输入信号， CP0时状态保持不变，与基本RS触发器相比，对触 发器状态的转变增加了时间控制。

14、 （2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1 的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。 C P R S Q Q 不 变 不 变 不 变 不 变 不 变 不 变 置 1 置 0 置 1 置 0 不 变 21 (补充补充)例：已知同步例：已知同步RS触发器的输入信号触发器的输入信号S和和R的的 电压波形如图，试画出电压波形如图，试画出Q和和Q端对应的电压波形。端对应的电压波形。 设触发器的初始状态为设触发器的初始状态为Q=0。 解：在第一个CP高电平期间先是S=1、R=0，输出被置成 1态，随后输入变成S=R=0，因此输出保持不变，最后 输入又变为S=0、R=1，将输出置成0态，故CP回到

15、低 电平后触发器停留在0态。余下类推。 22 图4.2.7 D 型锁存器电路 （a）基本形式 （b）7475采用的电路 23 ( (二二) )同步同步 D 触发器触发器 1. 电路结构、逻辑符号和逻辑功能电路结构、逻辑符号和逻辑功能 D QQ 1S1RC1 CP QQ 1D D C1 CP CPDQn+1说明说明 1 0 1 0 1 置置0 置置1 0Qn不变不变 同步同步 D 触发器功能表触发器功能表 称为称为 D 功能功能 特点：特点：Qn+1 跟随跟随 D 信号信号 24 解：解： 例例 试对应输入波形画出下图中试对应输入波形画出下图中 Q 端端波形波形( (设触发器设触发器 初始状态为

16、初始状态为 0) )。 QQ 1D D C1 CP D CP Q CP = 0，同步触发器状态不变，同步触发器状态不变 CP = 1，同步，同步 D 触发触发 器次态跟随器次态跟随 D 信号信号 同步触发器在同步触发器在 CP = 1 期间能发生多期间能发生多 次翻转，这种次翻转，这种现象称为空翻现象称为空翻 25 由两个同步由两个同步RS触发器组成的主从触发器触发器组成的主从触发器 结构特点结构特点两个同步两个同步RS触发器的触发器的时钟互补时钟互补。 主触发器：其状态直接由输入信号决定。主触发器：其状态直接由输入信号决定。 从触发器：与主触发器的输出连接，其状态由主触发器的从触发器：与主触

17、发器的输出连接，其状态由主触发器的 状态决定。状态决定。 工作原理工作原理CP到来主打开，从被封锁保原态到来主打开，从被封锁保原态 CP过后从打开，主被封锁进不来过后从打开，主被封锁进不来 主从两套相配合，定时翻转主从两套相配合，定时翻转下降沿下降沿 4.2.3 主从触发器的电路结构与动作特点主从触发器的电路结构与动作特点 26 1 1、主从、主从RS触发器触发器 G5 G6 G1 G2 G7 主触发器 G8 Qm Qm G3 从触发器 G4 & Q Q & 1 S R CP CP G9 (a) 逻辑电路 & & & 工作原理工作原理 （1）接收输入信号过程）接收输入信号过程 CP=1期间：主

18、触发器控制门期间：主触发器控制门G7、 G8打开，接收输入信号打开，接收输入信号R、S，有：，有： 从触发器控制门从触发器控制门G3、G4封锁，其封锁，其 状态保持不变。状态保持不变。 0 1 RS QRSQ n m n m 27 G5 G6 G1 G2 G7 主触发器 G8 Qm Qm G3 从触发器 G4 & Q Q & 1 S R CP CP G9 & & & （2）输出信号过程）输出信号过程 CP下降沿到来时，主触发下降沿到来时，主触发 器控制门器控制门G7、G8封锁，在封锁，在CP=1 期间接收的内容被存储起来。期间接收的内容被存储起来。 同时，从触发器控制门同时，从触发器控制门G3

19、、G4 被打开，主触发器将其接收的被打开，主触发器将其接收的 内容送入从触发器，输出端随内容送入从触发器，输出端随 之改变状态。之改变状态。 在在CP=0期间，由于主触发期间，由于主触发 器保持状态不变，因此受其控器保持状态不变，因此受其控 制的从触发器的状态也即制的从触发器的状态也即Q、Q 的值当然不可能改变。的值当然不可能改变。 0 1 RS QRSQ nn CP下降沿到来时有效下降沿到来时有效 特性特性 方程方程 28 Q Q S R S CP R Q Q (b) 曾用符号 1S 1R S CP R Q Q (c) 国标符号 CPC1 逻辑符号逻辑符号电路特点电路特点 主从主从RS触发器

20、采用主从控触发器采用主从控 制结构，从根本上解决了输制结构，从根本上解决了输 入信号直接控制的问题，具入信号直接控制的问题，具 有有CP1期间接收输入信期间接收输入信 号，号，CP下降沿到来时触发下降沿到来时触发 翻转翻转的特点。但其仍然存在的特点。但其仍然存在 着约束问题，即在着约束问题，即在CP1期期 间，输入信号间，输入信号R和和S不能同不能同 时为时为1。 29 (补充补充)例：主从例：主从RS触发器电路中，若触发器电路中，若CP、S和和R的电的电 压波形如图，试画出压波形如图，试画出Q和和Q端对应的电压波形。设触端对应的电压波形。设触 发器的初始状态为发器的初始状态为Q=0。 解：解

21、：首先根据首先根据CP=1期间期间S、R的状态可得到的状态可得到Q 、 Q 的电压波形。的电压波形。 然后根据然后根据CP下降下降 沿沿到达时到达时 Q 、 Q 的状态的状态 即可画出即可画出 Q、Q的电压波形的电压波形。 30 G1 G2 J K CP G7 主 G8 G5 G6 G3 从 G4 Q Q 1 G9 Qm Qm & & & & 2 2、主从、主从JK触发器触发器 nn KQRQJS 下降沿到来时有效CP QKQJ QKQQJ QRSQ nn nnn nn 1 代入主从代入主从RS触发器的特性方程，触发器的特性方程， 即可得到主从即可得到主从JK触发器的特性触发器的特性 方程：方

22、程： 将将 主从主从JK触发器触发器没有约束。没有约束。 31 J K QnQn+1功能 0 0 0 0 0 1 0 1 nn QQ 1 保持 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 n Q 置 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 n Q 置 1 1 1 0 1 1 1 1 0 nn QQ 1 翻转 特特 性性 表表 CP J K Q 时时 序序 图图 32 Q Q J K J CP K Q Q 曾用符号 1J 1K J CP K Q Q 国标符号 CPC1 电路特点电路特点逻辑符号逻辑符号 主从主从JK触发器采用触发器采用 主从控制结构，从根本主从控制结构，从根本 上解决了输入信号直

23、接上解决了输入信号直接 控制的问题，具有控制的问题，具有 CP1期间接收输入信期间接收输入信 号，号，CP下降沿到来时下降沿到来时 触发翻转的特点。触发翻转的特点。 输入信号输入信号J、K之间之间 没有约束。没有约束。 存在一次变化问题。存在一次变化问题。 33 G1 G2 J K CP G7 G8 G5 G6 G3 G4 Q Q 1G9 RD SD & & & & 带清零端和预置端的带清零端和预置端的 主从主从JK触发器触发器 RD=0，直接置0 01 1 1 1 0 0 1 SD=0，直接置1 G1 G2 J K CP G7 G8 G5 G6 G3 G4 Q Q 1G9 RD SD & &

24、 & & 10 0 0 1 1 1 1 34 SDJ CP K RD Q Q SD RD J K J CP K Q Q 曾用符号国标符号 CP RD SD S 1J 1K R Q Q C1 带清零端和预置端的主从带清零端和预置端的主从 JK触发器的逻辑符号触发器的逻辑符号 35 集成主从集成主从JK触发器触发器 14 13 12 11 10 9 8 7472 1 2 3 4 5 6 7 VCC SD RD K3 K2 K1 Q (b) 7472 的引脚图 (a) 74LS76 的引脚图 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS76 1 2 3 4 5 6 7 8 1K 1Q 1Q

25、 GND 2K 2Q 2Q 2J 1CP 1SD 1RD 1J VCC2CP 2SD 2RD NC CP J1 J2 J3 Q GND 321 KKKK 321 JJJJ 低电平有效 低电平有效 CP下降沿触发 36 1J 2K S R SD J1 J2 J3 CP K1 K2 K3 RD Q Q CP & 与输入主从与输入主从JK触发器的逻辑符号触发器的逻辑符号 主从JK触发器功能完善，并且输入信号J、K之间没有约 束。但主从JK触发器还存在着一次变化一次变化问题，即主从JK 触发器中的主触发器，在CP1期间其状态能且只能变化 一次，这种变化可以是J、K变化引起，也可以是干扰脉冲 引起，因此

26、其抗干扰能力尚需进一步提高。 37 (补充补充)例：主从例：主从JK触发器电路中，若触发器电路中，若CP、J 和和K的电压波形如图，试画出的电压波形如图，试画出Q和和Q端对应的端对应的 电压波形。设触发器的初始状态为电压波形。设触发器的初始状态为Q=0。 解：由于每一时刻由于每一时刻J、K的状态均已给定，的状态均已给定，而且而且CP=1 期间期间J、K的状态不变的状态不变，所以只要根据，所以只要根据CP下降沿到下降沿到 达时达时JK的状态就可以逐段画出的状态就可以逐段画出Q的波形的波形。 38 主从主从JK触发器的一次变化问题触发器的一次变化问题 定义：在定义：在CP=1期间，主触发器的状态只

27、能根据输入期间，主触发器的状态只能根据输入 信号改变一次，故当信号改变一次，故当CP下降沿到来时，从触发器只下降沿到来时，从触发器只 按主触发器的状态变化，而与按主触发器的状态变化，而与CP下降沿到来时的下降沿到来时的J、 K状态无关。状态无关。 出现一次变化的两种条件出现一次变化的两种条件 Q=1，在，在CP=1时时K由由0变变1（置（置0） Q=0，在，在CP=1时时J 由由0变变1（置（置1） 39 例例4.2.5：如图所示的主从：如图所示的主从JK触发器电路中，若触发器电路中，若J、K 端和端和CP的电压波形如图，试画出的电压波形如图，试画出Q端的电压波形。端的电压波形。 假设触发器的

28、初态为假设触发器的初态为0。 解：在第二、第三个解：在第二、第三个CP期间主触发器的状态只期间主触发器的状态只 能根据输入信号改变一次能根据输入信号改变一次。 40 一、利用一、利用CMOS传输门的边沿触发器传输门的边沿触发器 1、CP=0期间，TG1导通， TG2截止，Q=D，主触发 器接收信息。从触发器中， TG3截止，TG4导通，触发 器保持不变。 2、CP上升沿到来时，TG3 导通，主触发器状态移入 从触发器之中。同时，TG1 截止，将输入信号与主触 发器隔离。TG2导通，主触 发器自行保持不变。 3、CP=1期间，主从触发器 均保持不变。 4.2.4 边沿触发器边沿触发器 41 边沿

29、边沿D触发器的特性表：触发器的特性表： CPDQnQn+1 0 0 1 1 0 1 0 1 Qn 0 0 1 1 特性方程特性方程 Qn+1=D 42 D CP Q Q D Q Q 曾用符号 D CP 1D Q Q 国标符号 CP C1 逻辑符号逻辑符号 43 14 13 12 11 10 9 8 74LS74 1 2 3 4 5 6 7 VCC 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q 1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1Q GND 14 13 12 11 10 9 8 CC4013 1 2 3 4 5 6 7 VCC 2Q 2Q 2CP 2RD 2D 2SD 1Q 1Q 1CP 1RD

30、1D 1SD VSS (a) 74LS74引脚排列图 (b) CC4013引脚排列图 集成边沿集成边沿D触发器触发器 ：CC4013的异步输入端RD和SD为高电平有效。 CP上升沿触发 44 二、维持二、维持-阻塞边沿阻塞边沿D触发器触发器 工作原理工作原理 CP=0时，与非门G3、G4封锁， Q3=Q4=1，触发器状态不变。同时 Q3、Q4分别反馈到门G5、G6 将其 打开，可接收信号，Q6=D， Q5=Q6=D CP上升沿到来时触发器翻转。此 时门G3、G4打开，其状态分别由G5、 G6决定。Q3=Q5=D，Q4=Q6=D，由 基本RS触发器功能 可知，Q=D 触发器翻转后，在CP=1期间

31、输入 信号被封锁。门G3、G4打开后其状 态是互补的，必有一个为0。 若Q4=0，则反馈线 兼有置置0 维持线维持线和置置1阻塞线阻塞线的功能。 若Q3=0，将G4、G5封锁， D端 通往基本RS触发器的路径也被封锁， 反馈线称为置置1维持线维持线， 反馈线称为置置0阻塞线阻塞线。 45 图图4.2.18 具有异步置位、复位端和多输入具有异步置位、复位端和多输入 端的端的维持阻塞维持阻塞D触发器触发器 46 三、利用传输延迟的边沿三、利用传输延迟的边沿JK触发器触发器 CP=0时时 门G3、G4被封锁， 不论J、K如何，由与或非门组成 的触发器处于稳态。触发器处于稳态。 CP由由0变变1时，触

32、发器不翻转，时，触发器不翻转， 为接收信号作准备。为接收信号作准备。 如当触发器原态为0，CP上升沿时， 有两个信号通道会影响触发器的输出 状态：1、门B、B打开，2、门G3、 G4打开，再经门A、A。显然前者影 响输出比后者要快，此时门B首先由0变1，无论门A为何种状态（即无论J、K为何状 态）都会使Q仍为0。设J=1、K=0时，则P=0、P=1，门A、A的输出都是0。 CP由由1变变0时触发器翻转时触发器翻转。 当CP下降沿到来时，门B由1变0，可使Q=1，使门A输出为1使Q=0，此时Q=1，触 发器翻转。 47 边沿触发器的动作特点边沿触发器的动作特点： 触发器的次态仅取决于触发器的次态

33、仅取决于CP信号的上信号的上 升沿（维持升沿（维持-阻塞边沿阻塞边沿D触发器）或下降触发器）或下降 沿（利用传输延迟的边沿沿（利用传输延迟的边沿JK触发器）到触发器）到 达时输入的逻辑状态，而在这以前或以达时输入的逻辑状态，而在这以前或以 后，输入信号的变化对触发器的状态没后，输入信号的变化对触发器的状态没 有影响。有影响。 48 （补充）例：补充）例：如图所示的维持如图所示的维持-阻塞边沿阻塞边沿D触发器电触发器电 路中，若路中，若D端和端和CP的电压波形如图，试画出的电压波形如图，试画出Q端的端的 电压波形。假设触发器的初态为电压波形。假设触发器的初态为0。 解：触发器的次态仅取决于解：触

34、发器的次态仅取决于CP信号的上升沿到达时信号的上升沿到达时 输入的逻辑状态输入的逻辑状态， Qn+1 =D 49 J CP K Q Q J K Q Q 曾用符号 J CP K 1J 1K Q Q 国标符号 CP C1 边沿边沿JK触发器触发器 的逻辑符号的逻辑符号 边沿边沿JK触发触发 器的特点器的特点 边沿触发，无一边沿触发，无一 次变化问题。次变化问题。 功能齐全，使用功能齐全，使用 方便灵活。方便灵活。 抗干扰能力极强，抗干扰能力极强， 工作速度很高。工作速度很高。 50 集成边沿集成边沿JK触发器触发器 (a) 74LS112 的引脚图 16 15 14 13 12 11 10 9 7

35、4LS112 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC 1RD 2RD 2CP 2K 2J 2SD 2Q 1CP 1K 1J 1SD 1Q 1Q 2Q GND (b) CC4027 的引脚图 16 15 14 13 12 11 10 9 CC4027 1 2 3 4 5 6 7 8 VDD 2Q 2Q 2CP 2RD 2K 2J 2SD 1Q 1Q 1CP 1RD 1K 1J 1SD VSS 74LS112为CP下降沿触发。 CC4027为CP上升沿触发，且其异步 输入端RD和SD为高电平有效。 51 同步触发器、主从触发器、边沿触发器的触发比同步触发器、主从触发器、边沿触发器的触发比 较较 主

36、从触发器的触发特点主从触发器的触发特点分两步分两步 第一步：在CP=1期间，主触发器接收从触发器的信号， 但由于主触发器本身也是一个同步触发器，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。此时 从触发器保持不动。 第二步：CP下降沿到来时，从触发器按照主触发器的状 态翻转。 同步触发器的空翻现象同步触发器的空翻现象在CP=1期间，如同步触发器 的输入信号发生多次变化，其输出信号也会相应发生多次变 化，这种现象称为空翻。 边沿触发器的翻转特点边沿触发器的翻转特点只在时钟脉冲CP上升沿或下上升沿或下 降沿降沿时刻接收信号，电路状态才发生翻转，从而提高了触发 器的可靠性和抗干扰能力

37、，没有空翻现象。 52 4.2.5 不同类型触发器之间的转换不同类型触发器之间的转换 （1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。 （2）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。 （3）比较已有和待求触发器的特性方程，根据 两个方程相等的原则求出转换逻辑。 （4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。 利用令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。 53 1 1、将、将JK触发器转换为触发器转换为RS、D、T和和T触发器触发器 JK触发器触发器RS触发器触发器 0 1 RS QRSQ nn nn nnnn nnn nnn nnnnn QRQS RSQSQRQR

38、QS RRSQQRQS QRSQQS QRQQSQRSQ )( )( 1 RS触发器特性方程 变换RS触发器的特性方程，使之形式与JK 触发器的特性方程一致： 54 RK SJ nnn QKQJQ 1 nnn QRQSQ 1 比较，得： 1J C1 1K S CP R Q Q 电路图电路图 55 JK触发器触发器D触发器触发器 1J C1 1K D Q Q 1 CP 写出D触发器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发 器的特性方程一致： nnnnn DQQDQQDDQ )( 1 与JK触发器的特性方程比较，得： DK DJ 电电 路路 图图 56 JK触发器触发器T触发器触发器 在数字电路

39、中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号T取值 的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当T0时能保持状态 不变，T1时一定翻转的电路，都称为T触发器。 T Q n Q n+1 功能 0 0 0 1 0 1 nn QQ 1 保持 1 0 1 1 1 0 nn QQ 1 翻转 特性表特性表 逻辑符号逻辑符号 T CP 1T Q Q C1 57 T触发器特性方程： nnnn QTQTQTQ 1 与JK触发器的特性方程比较，得： TK TJ 电电 路路 图图 1J C1 1K T Q Q CP 58 01 T=1/ 1/ 0/0/ CP T Q Q 状状 态态 图图 时时 序序 图图 59 JK触发器触

40、发器T触发器触发器 在数字电路中，凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，都称 为T触发器。 特性表特性表 逻辑符号逻辑符号 CP Q Q C1 QnQn+1功能 0 1 1 0 nn QQ 1 翻转 60 T 触发器特性方程： 与JK触发器的特性方程比较，得： TK TJ 电电 路路 图图 1J C1 1K 1 Q Q CP nn QQ 1 变换T触发器的特性方程： nnnn QQQQ 11 1 61 CP Q Q 01 状状 态态 图图 时时 序序 图图 62 2 2、将、将D触发器转换为触发器转换为JK、T和和T触发器触发器 D触发器触发器JK触发器触发器 nn QKQJD J 1D C1

41、Q Q CP 1& &1 K 63 D触发器触发器T触发器触发器 n QTD T 1D C1 Q Q CP =1 64 D触发器触发器T触发器触发器 n QD CP 1D C1 Q Q 65 4.3 触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能 RS触发器触发器 功能功能 主从主从RS触发器触发器 Qn+1=S+R Qn SR=0 （约束条件）（约束条件） 与同步与同步RS触发器触发器 的逻辑功能一致。的逻辑功能一致。 状态图：状态图： 集成触发器集成触发器74L71 3个个R端、端、3个个S端端分别为与逻辑关系分别为与逻辑关系 清零端清零端RD、预置端、预置端SD均为低电平有效均为低电平有效 CP下降沿

42、触发下降沿触发 66 JK触发器触发器 功能功能 在主从在主从RS的基础上稍加改变：的基础上稍加改变： S=JQ R=KQ 代入代入Qn+1=S+R Qn =JQn+ KQn Qn = JQn+ K Qn JK触发器 触发器 特性方程特性方程 JK触发器功能：触发器功能：0 0不变、有不变、有0有有1、与、与J相当、相当、1 1必反。必反。 JK触发器状态图：触发器状态图： 注意：注意：下降沿下降沿触发触发 集成集成JK触发器触发器HC74 67 T触发器触发器 定义：在时钟脉冲定义：在时钟脉冲CP作用下，具有保持和翻作用下，具有保持和翻 转功能的触发器，称为转功能的触发器，称为T触发器。触发

43、器。 电路：将电路：将JK触发器的触发器的J和和K相连作为相连作为T输入端就输入端就 构成了构成了T触发器。触发器。 特性方程：特性方程： Qn+1 = TQn+ TQn T=1， Qn+1 = Qn 翻转计数翻转计数 T=0， Qn+1 = Qn 保持保持 状态图：状态图： 68 T 触发器触发器 定义：只具有翻转功能的触发器。定义：只具有翻转功能的触发器。 电路：将电路：将T触发器的触发器的T端接至固定的高电平。端接至固定的高电平。 特性方程：特性方程： Qn+1 = Qn 翻转计数翻转计数 T 触发器是触发器是T触发器的特例。触发器的特例。 69 D触发器触发器 定义：具有置定义：具有置

44、0、置、置1功能的触发器。功能的触发器。 特性方程：特性方程： Qn+1 =D 状态图：状态图： 集成集成D触发器触发器74HC74双双D触发器触发器 分别具有预置、清零功能分别具有预置、清零功能 双上升沿触发双上升沿触发 70 例：电路如图，已知例：电路如图，已知D触发器为正边沿翻转的边沿触发器为正边沿翻转的边沿 触发器，触发器，JK触发器为负边沿翻转的边沿触发器。触发器为负边沿翻转的边沿触发器。 试画出试画出 Q 端的波形，设触发器的初态为端的波形，设触发器的初态为Q=0。 1 1D C1 U?B74F74 1D C1 U?B 74F74 CPCP CPCP QQ QQ QQ QQ ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) C1 1K 1J U?A74LS112A C1 1K 1J U?A74LS112A 1 . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1D C1 U?B74F74 1D C1 U?B 74F74 CPCP CPCP QQ QQ QQ QQ ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) C1 1K 1J U?