第3章数字电子技术5节触发器一

1、校：授课+名师答疑+模考+，通过无忧！问吧，有问必答！转 2音频、讲义提供，勿上当，咨询：第 3 章 数字电子技术3.5 触发器大纲要求：（1）了解 RS、D、JK、T 触发器的逻辑功能、电路结构及工作原理；（2）了解 RS、D、JK、T 触发器的触发方式、状态转换图（时序图）；（3）了解各种触发器逻辑功能的转换；（4）了解 CMOS 触发器的结构及工作原理；触发器:(Flip-Flop)能一位二进制信号的基本单元。用 FF 表示。具有记忆功能的电子器件。特点：1.有两个稳定状态，用 0 和 1 表示；2.输入信号可改变其状态，且输入信号撤消后，其改变后的状态可保留下来。3有两个互补的输出端:

2、Q 和 Q ,用于指示当前所处的状态。“1”态时 Q 端输出高电平，“0”态时 Q端输出低电平。现态：输入作用前的状态，记作 Qn 和 Qn ，简记为 Q 和 Q 。次态：输入作用后的状态，记作 Qn+1 和 Qn+1 。3.5.1RS 触发器一、基本 RS 触发器1.电路结构。由两个与非门的输入输出端交叉耦合。它与组合电路的根本区别在于，电路中有反馈线。&G2G1&RS(a)（a）逻辑图（b）逻辑符号图 1 与非门组成的基本 RS 触发器它有二个输入端 R、S，R 为复位端，S 为置位端。有两个输出端。一般情况下，是互补的。造价工程师 | 监理工程师 | 咨询工程师 | 会计

3、证|师| 安全工程师| 会计|会计师| 英语 |税务师| 日语 |从业|从业| 期货从业|师| 报关员| 外销员| 执业药师|卫生| 助理医师 |计算机 | 雅思 | 公共英语 | 自考英语| 新概念 | BEC | 托福 | 人力师 | 高考 | 中考 | 司法|第1页校：授课+名师答疑+模考+，通过无忧！问吧，有问必答！转 2音频、讲义提供，勿上当，咨询：2原理：（1）定义：当 Q1， Q 0 时，称为触发器的 1 状态；当 Q0， Q 1 时，称为触发器的 0 状态。（2）逻辑功能表如表 1 所示。表 1 基本 RS 触发器逻辑功能表可见，触发器的新状态 Qn+1（也称次态）不仅与输入状

4、态有关，也与触发器原来的状态 Qn（也称现态或初态）有关。（3）触发器的特点：有两个互补的输出端，有两个稳态。有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能。R 为复位输入端，S 为置位输入端，该电路为低电平有效。由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信号只须作用很短的一段时间。即“一触即发”。（4）特性方程。触发器次态 Qn+1 与输入状态 R、S 及现态 Qn 之间关系的逻辑表达式称为触发器的特性方程。根据表 1 可写出基本 RS 触发器的特性方程为：Qn+1 = S + RQnR+S=1（约束条件）约束条件：输入不能同时为 0。否则，状态不定。（5）状态转换图造价工程师 | 监

5、理工程师 | 咨询工程师 | 会计证|师| 安全工程师| 会计|会计师| 英语 |税务师| 日语 |从业|从业| 期货从业|师| 报关员| 外销员| 执业药师|卫生| 助理医师 |计算机 | 雅思 | 公共英语 | 自考英语| 新概念 | BEC | 托福 | 人力师 | 高考 | 中考 | 司法|第2页RSQnQn+1功能说明000001××不稳定状态01010100置 0（复位）10100111置 1（置位）11110101保持原状态校：授课+名师答疑+模考+，通过无忧！问吧，有问必答！音频、讲义提供，勿上当，咨询：转 2图 2 基本 RS 触发器的状态转换图二.同步

6、RS 触发器在实际应用中，触发器的工作状态不仅要由 R、S 端的信号来决定，而且还希望触发器按一定的节拍翻转。为此，给触发器加一个时钟端 CP(ClockPulse)，只有在 CP 端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。具有时钟脉冲的触发器状态的改变与时钟脉冲同步，所以称为同步触发器。1同步 RS 触发器的电路结构QQG2G1G3&&G4RSCP(a)（a）逻辑图（b）逻辑符号图 3 同步 RS 触发器第一部分：与非门 G1 和 G2基本 RS 触发器；第二部分：与非门 G3 和 G4电路。2逻辑功能当 CP0 时，门 G3、G4 关闭，都输出 1。这时，不管 R 端和 S

7、 端的信号如何变化，触发器的状态保持不变。当 CP1 时，G3、G4 打开，R、S 端的输入信号才能通过这两个门，使基本 RS 触发器的状态翻转，其输出状态由 R、S 端的输入信号决定。见表 2。造价工程师 | 监理工程师 | 咨询工程师 | 会计证|师| 安全工程师| 会计|会计师| 英语 |税务师| 日语 |从业|从业| 期货从业|师| 报关员| 外销员| 执业药师|卫生| 助理医师 |计算机 | 雅思 | 公共英语 | 自考英语| 新概念 | BEC | 托福 | 人力师 | 高考 | 中考 | 司法|第3页&&校：授课+名师答疑+模考+，通过无忧！问吧，有问必答！转 2

8、音频、讲义提供，勿上当，咨询：表 2 同步 RS 触发器的功能表由此可以看出，同步 RS 触发器的状态转换分别由 R、S 和 CP，其中，R、S状态转换的方向，即转换为何种次态；CP状态转换的时刻，即何时发生转换只有 CP=1 时，此特性表与 SR 触发器的特性表相同。电平触发的 SR 触发器的输入信号同样遵守 SR=0 的约束条件，否则 S、R 同时由 1 变为 0，或 S=R=1时 CP 回到 0，触发器的次态将无法确定。3触发器功能的几种表示方法（1）特性方程。触发器次态 Qn+1 与输入状态 R、S 及现态 Qn 之间关系的逻辑表达式称为触发器的特性方程。根据表 2 可画出同步 RS

9、触发器 Qn+1 的卡诺图，如图 3 所示。图 3 同步 RS 触发器 Qn+1 的卡诺图由此可得同步 RS 触发器的特性方程为：造价工程师 | 监理工程师 | 咨询工程师 | 会计证|师| 安全工程师| 会计|会计师| 英语 |税务师| 日语 |从业|从业| 期货从业|师| 报关员| 外销员| 执业药师|卫生| 助理医师 |计算机 | 雅思 | 公共英语 | 自考英语| 新概念 | BEC | 托福 | 人力师 | 高考 | 中考 | 司法|第4页CPRSQnQn+1功能说明1100000101保持原状态1101010111与 S 状态相同（置 1）1110100100与 S 状态相同（置

10、0）11111101××状态不定00××0101保持原状态校：授课+名师答疑+模考+，通过无忧！问吧，有问必答！转 2音频、讲义提供，勿上当，咨询：Qn+1= S + RQnRS=0（约束条件）约束条件：输入不能同时为 1。否则，CP 回到低电平后状态不定例 1假设：初态为 0，CP=1 时，输入信号不改变。图 4（2）状态转换图状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状不变时，对输入信号的要求。图 5 同步 RS 触发器 Qn+1 的卡诺图图 6 同步 RS 触发器的状态转换图（3）波形图触发器的功能也可以用输入输出波形图直观地表示出来，

11、图 7 所示为同步 RS 触发器的波形图。造价工程师 | 监理工程师 | 咨询工程师 | 会计证|师| 安全工程师| 会计|会计师| 英语 |税务师| 日语 |从业|从业| 期货从业|师| 报关员| 外销员| 执业药师|卫生| 助理医师 |计算机 | 雅思 | 公共英语 | 自考英语| 新概念 | BEC | 托福 | 人力师 | 高考 | 中考 | 司法|第5页校：授课+名师答疑+模考+，通过无忧！问吧，有问必答！转 2音频、讲义提供，勿上当，咨询：CPSR QQ图 7 同步 RS 触发器的波形图4同步触发器存在的问题空翻图 8 同步 RS 触发器的空翻波形在一个时钟周期的整个高电平期间或整个低电平期间都能接收输入信号并改变状态的触发方式称为电平触发。由此引起的在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。空翻是一种有害的现象，它使得时序电路不能按时钟节拍工作，造的误动作。造成空翻现象的是同步触发器结构的善，下面将讨论的几种无空翻的触发器，都是从结构上采取措施，从而克服了空翻现象。优点：选通信号到来时，即 CP=1 期间接收信号。缺点：CP=1 期间，S、R 仍然直接着输出，S 和 R 多次发生变化，触发器的状态也就可能发生多次翻转，存在空翻现象。所以，