第4章 触发器

1、4.1 触发器的电路结构与工作原理触发器的电路结构与工作原理 4.3 触发器的脉冲工作特性及主要参数触发器的脉冲工作特性及主要参数4.2 触发器的功能触发器的功能 1、时序逻辑电路时序逻辑电路：时序逻辑电路任意时刻的输出状时序逻辑电路任意时刻的输出状态不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的态不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。状态有关。 2、触发器触发器：触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。 触发器由逻辑门加反馈电路构成，触发器由逻辑门加反馈电路构成，有两个互补的有两个互补的输出端输出端Q和和 , ,可以存储一位二进制数。可以

2、存储一位二进制数。Q 在没有触发信号时，触发器有两个稳定状态（在没有触发信号时，触发器有两个稳定状态（0或或1）；）；外加触发信号后，电路可从一种稳态转换到另外加触发信号后，电路可从一种稳态转换到另一种稳态。一种稳态。按电路结构：按电路结构：基本基本RSRS触发器触发器同步同步RSRS触发器触发器主从触发器主从触发器边沿触发器边沿触发器按逻辑功能：按逻辑功能：RS触发器触发器,概概 述述按触发方式：按触发方式：JK触发器触发器,D触发器触发器,T触发器触发器.电平触发电平触发边沿触发边沿触发脉冲触发脉冲触发4.2.1 基本基本 RS 触发器触发器4.2.2 同步同步RS触发器触发器4.2.3

3、主从触发器主从触发器4.2.4 边沿触发器边沿触发器 DS& Q Q & DR G1 G2 S Q Q R 反馈反馈输入端输入端输出端输出端由两个与非门组成由两个与非门组成逻辑符号逻辑符号 一一、 电路结构与逻辑符号电路结构与逻辑符号 DS & Q Q & DR G1 G2 1 11 1 DS & Q Q & DR G1 G2 若初态若初态Qn = 1若初态若初态 Qn = 01 10 01 10 01 10 01 11 1 无有效电平输入（无有效电平输入（ ）时，）时， 触发器保持稳定状态不变触发器保持稳定状态不变 ，叫做，叫做保持保持。1 D

4、DRS DS & Q Q & DR G1 G2 0 01 1 DS & Q Q & DR G1 G2 若初态若初态Qn = 1若初态若初态Q Qn n = 0= 01 10 01 10 01 10 01 11 10 0 2) 在有效电平作用下（在有效电平作用下（ 或或SD=1， 或或RD=0） ，无，无 论初态论初态Q n为为0或或1，触发器都会转变为，触发器都会转变为1态态，叫做，叫做置置1。 0 DS1 DR DS & Q Q & DRG1 G2 1 10 0初态初态Qn = xx x1 10 0 3) 在有效电平作用下（在有效电平作用下（

5、或或SD=0， 或或RD=1） ，无，无 论初态论初态Q n为为0或或1，触发器都会转变为，触发器都会转变为0态态，叫做，叫做置置0。 1 DS0 DR DS & Q Q & DR G1 G2 0 00 0初态初态Qn = x1 11 1.QQ,RS,QQ,RS,RSDDDDDD的的状状态态无无法法确确定定和和则则同同时时变变为为和和此此时时再再将将时时或或当当1110 为避免不定状态，对输入信号应加为避免不定状态，对输入信号应加 或或SR=0的的约束条件。约束条件。1 DDRS DS & Q Q & DR G1 G2 0 11 01 0置置1 1端端置置0 0

6、端端基本触发器的触发方式属基本触发器的触发方式属电平触发电平触发。 逻辑功能表逻辑功能表nQ1nQ保保 持持置置 1 1置置 零零不不 定定1 DDRS例例4.2.1： DS & Q Q & DR G1 G2 DS10同同为为同同时时为为和和Q,Q,RSDD100111010110DRQ 由与非门组成的基本由与非门组成的基本RSRS触发器可以实现记忆元件的功触发器可以实现记忆元件的功能，但是当能，但是当RSRS端从端从“00”00”变化到变化到“11”11”时，触发器的下一时，触发器的下一个状态不能确定，在使用中要加以约束，给使用带来不便。个状态不能确定，在使用中要加以约束，给

7、使用带来不便。 由或非门组成的基本由或非门组成的基本RSRS触发器同样存在这一问题。因触发器同样存在这一问题。因此，要对触发器的输入加以控制。此，要对触发器的输入加以控制。 实际应用的触发器是电平型或脉冲型触发器，电路的抗实际应用的触发器是电平型或脉冲型触发器，电路的抗干扰能力差。干扰能力差。 S CP R & & & & G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q 逻辑符号逻辑符号 电路结构电路结构1、电路结构及逻辑符号、电路结构及逻辑符号电路结构：由基本电路结构：由基本RSRS触发器和时钟脉冲控制门电路组成。触发器和时钟脉冲控制门电路组成。P-189 1S

8、C1 1R Q Q CP SR S CP R & & & & G3 G1 G2 G4 Q4 Q3 Q Q S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Qn+1=1 S=0，R=1：Qn+1=0 S=1，R=1：Qn+1= CP=1：CP=0：状态不变：状态不变0 0 1 1& 3 3、触发方式、触发方式触发器为时钟电平（或电平）触发方式。触发器为时钟电平（或电平）触发方式。 状态发生变化。状态发生变化。 4.2.2 同步同步RS触发器触发器RS 触发器次态卡诺图触发器次态卡诺图1) 特性表特性表 （CP=1）nQ10000 2) 特性方程特性方程 0

9、 1 0 0 1 1 S 1 RQn 0 00 01 11 10 1114.2.2 同步同步RS触发器触发器P-190)()(01时时钟钟条条件件约约束束条条件件 SRQRSQnn CP S R Q SRQn+1 00Qn 01 0 10 1 11 同步同步RS触发器特性表触发器特性表在在CPCP为低电平期间，触发器的状态不变。为低电平期间，触发器的状态不变。 4.2.2 同步同步RS触发器触发器CPQ变变化化多多次次翻翻转转、可可能能随随和和期期间间，在在RSQQCP1 干扰干扰例例4.2.2 P-191 1S C1 1R Q Q CP SR C P S R Q 在在CPCP的高电平期间，如

10、的高电平期间，如R R、 S S变化多次，则触发器的状态变化多次，则触发器的状态也会变化多次。触法器不能实现每来一个时钟只变化一次。也会变化多次。触法器不能实现每来一个时钟只变化一次。 若要达到每来一个时钟只变化一次，信号须在若要达到每来一个时钟只变化一次，信号须在CPCP的高电的高电平期间不变化。平期间不变化。触发器抗干扰能力差。触发器抗干扰能力差。一、由两个同步一、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 SCPRG 7G8G 9G 6G 5&1QQG 4G2G 1G3主触发器主触发器 从触发器从触发器 1 1QQ主触发器由主触发器由R、S决定状态决定状态, 0

11、0从触发器被封锁保持原态从触发器被封锁保持原态; 0 01 1主触发器封锁保持不变主触发器封锁保持不变, , 逻辑符号逻辑符号 动作特征：动作特征：CP的高电平期间接受信号，在的高电平期间接受信号，在CP的低电平到的低电平到来时触发器输出状态跳变。来时触发器输出状态跳变。1SC11RQQSRCP从触发器复制主的状态。从触发器复制主的状态。SCPRG 7G8G 9G 6G 5&1QQG 4G2G 1G31n QQRSCPnQ1100010011置置 1置置 0保保持持约约束束设初态设初态为为0态态从根据主的状态翻转，每个从根据主的状态翻转，每个CP,触发器触发器只变化一次。只变化一次。特

12、性方程：特性方程：Qn+1 =SRQn约束条件：约束条件：SR0 触发方式触发方式:10例例4.2.3动作特点：动作特点：1、CP=1,主触发器主触发器跟随跟随S端变化端变化,从触从触发器不变。发器不变。2、CP=1,主触发器主触发器可以变化多次。可以变化多次。3、整个、整个CP,从触从触发器最多变化一发器最多变化一次次,以以CP下降沿下降沿时的时的S为准为准. Q Q DS DR C1 S1 S2 S3 R1 R2 R3 R S 1CP 1S 1R & & 逻辑符号逻辑符号 1234567891011121314NCRDS1S2S3QGNDQR1R2R31CPSDVCC引脚分

13、布图引脚分布图 该触发器分别有三个该触发器分别有三个S 端和三个端和三个R 端，它们是与逻辑端，它们是与逻辑关系，即关系，即1R = R1R2R3，1S = S1S2S3。.CP,R,CP,SDD控控制制也也不不受受端端叫叫异异步步清清控控制制不不受受端端叫叫异异步步置置01其他触发器也有异步置其他触发器也有异步置1端和异步清端和异步清0端端,以后不再介绍。以后不再介绍。逻辑符号逻辑符号 简化结构图简化结构图 为了为了 解除约束，使当解除约束，使当S=R=1的情况下，的情况下，Qn+1也是确定的也是确定的，又研制出又研制出JK触发器。触发器。S改为改为JSRR改为改为K 1JC11KQQJKC

14、P;RQK,QSJ 1n QQKJCPnnQ1n QQRSCPnnQ保持保持置置 1置置 0不定不定保持保持置置 1置置 0翻转翻转 特性方程：特性方程：Qn+1JQn + KQn时钟条件：时钟条件：1JC11KQQJKCP JKQn+1 00Qn 01 0 10 1 11QnJKJK触发器特性表触发器特性表在在CPCP脉冲的低电平到来脉冲的低电平到来时发生状态变化。时发生状态变化。 1J C1 1K Q Q J CP K CP J K Q 1 0 0 1 1 1 0 0 在在CPCP脉冲的高电平期间将输脉冲的高电平期间将输入信号存储于主触发器入信号存储于主触发器。问题：问题：在在CP=1期间

15、期间,若若JK端发生多次变化端发生多次变化,Q如何？如何？110010 001在在CP=1期间期间,主主触发器已发生触发器已发生一次变化。一次变化。CP1、CP=1时时,主触发主触发器只跟随器只跟随J端变化一端变化一次。次。2、整个、整个CP,从触发器最从触发器最多变化一次多变化一次,以以CP=1期期间可能发生变化的首间可能发生变化的首次为准次为准.只就是所谓的一次变化问题！只就是所谓的一次变化问题！2.2.工作原理工作原理 CP TG CP TG 状态状态 主触发器主触发器 TG TG 状态状态 从触发器从触发器CP= 0CP= 0CP = CP = TGTG1 1导通导通CP = CP =

16、 CP= 1CP= 1TGTG2 2截止截止TGTG1 1截止截止TGTG2 2导通导通TGTG3 3导通导通TGTG4 4导通导通TGTG3 3截截止止TGTG4 4截止截止自行保持自行保持自行保持自行保持Q=DQ=D Q = Q= DQ = Q= D1.1.电路结构电路结构Q = Q= Q = Q= D D主触发器主触发器从触发器从触发器 Q= Q= D DTG211TG111TG3TG4DQQQCPCPCPCPCPCPCPCPP198图图4.2.14边沿触发器只在边沿触发器只在CP上上升沿升沿瞬间接收信号，并瞬间接收信号，并改变输出状态改变输出状态。Q 3.特性表特性表nQ1n Q4.4

17、.特性方程特性方程Qn+1=D（ ）5.5.状态转换图状态转换图 D=1 D=0 D=0 D=1 0 1 D二二. 动作特点动作特点 触发器保存下来的状态是触发器保存下来的状态是CP CP 作用沿到达时刻的输入状态。作用沿到达时刻的输入状态。特别注意特别注意：当：当 D 端信号和端信号和 CP 作用沿同时跳变时，触发器存入作用沿同时跳变时，触发器存入的是的是 D 跳变前的状态。跳变前的状态。6 6、逻辑符号、逻辑符号DCPC11DQQ S 1D R Q Q “1” D CP C1 CP D Q D 触发器特性表触发器特性表nQ1n Q维持阻塞维持阻塞D触发器状态变化产生在时钟触发器状态变化产生

18、在时钟脉冲的上升沿，其次态决定于该时刻前脉冲的上升沿，其次态决定于该时刻前瞬间输入信号瞬间输入信号D。异步置异步置1、置、置0端端 1J C1 1K Q Q 1J C1 1K Q Q 下降沿触发的下降沿触发的上升沿触发的上升沿触发的JK 触发器逻辑符号触发器逻辑符号结构见P-202SDQ1J1KRDCPJK有异步置有异步置1置置0端端Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c) 边沿边沿JK触发器和维持触发器和维持-阻塞式阻塞式D触发器如图（触发器如图（a）、（）、（b）所示，）所示，输入波形见图（输入波形见图（c），画出），

19、画出Q1、Q2端的波形。端的波形。解：解：Q1、Q2端的波形如图（端的波形如图（c）。）。Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c)Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c)Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c)Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c)Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2

20、B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c)Q11JC11KRDSDCPAB1C11DRDSDCPA1Q2B12345CPA BQ1Q21(a)(b)(c)（ ）（ ）若是主从触若是主从触发器发器,波形又波形又是如何？是如何？tCP01234tS0tR0tQJK0tQJK0tQSR0tQJK0JK4.3.1 RS 触发器触发器4.3.2 JK 触发器触发器4.3.3 T 触发器触发器4.4.4 D 触发器触发器 1) 1) 特性方程特性方程 01SRQRSQnn（约束条件）（约束条件）2) 2) 逻辑功能表逻辑功能表 nQ10000111 3) 3) 状态转换图状态转换图 1 0 S=0

21、R=1S=1R=0S=xR=0S=0R=x 1 0 J=XK=1J=1K=XJ=XK=0J=0K=Xnn1QKQJQn JKQn+1 00Qn 01 0 10 1 11Q Qn n （1 1）特性方程）特性方程（4）JK 状态转换图状态转换图（2）特性表）特性表1JC11KQQ（3）逻辑符号）逻辑符号DSDRQnQnQ异步置异步置1异步置异步置0只要将只要将JKJK触发器的触发器的J J、K K端连接在一起作为端连接在一起作为T T端端( (J=K=T) )，就构，就构成了成了T T触发器触发器. .1nnnQTQTQ1) 特性方程特性方程 2)T T触发器逻辑功能表触发器逻辑功能表TQnQn+10000111011103) 、状态转换图、状态转换图4) 、逻辑符号、逻辑符号保持保持翻转翻转1N 1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1Q GND VCC 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q 1SD 1D 1CP 1KD 2SD 2D 2CP 2RD S 1D C1 R 1D C1 R 1Q 1Q 2Q 2Q 逻辑符号逻辑符号引脚图引脚图异异步步置置位位端端异异步步清清零零端端1RD S 1D Q 17474 2 DS D CP C1 DR C P SD RD 1 2 3 D Q 异步输入端异步输入端 例例 7474电路及输入电路及输入CP、RD、SD和和D