第十一章双稳态触发器

第十一章双稳态触发器第一页，共二十七页，2022年，8月28日11.1RS触发器

双稳态触发器有两个互补输出端Q和Q，其输出状态Q不仅与输入有关，而且还与原先的输出状态有关。一.R-S触发器1.基本R-S触发器逻辑电路及符号RSRSG1G2

0110110001不变不定复位(清0)置位(置1)记忆(保持)禁止真值表R

S

Q说明触发器现态Qn（原态）和次态Qn+1（新态）之间的转换关系用另一种表格记录下来，称为特性表，它是触发器逻辑功能的另一种表现形式。

第二页，共二十七页，2022年，8月28日SRQQtttt基本RS触发器波形图特性表宽度相等的负脉冲从S和R端同时消失后，触发器状态不定。×100×101卡诺图化简

特性方程

Qn+1=RQn+SS+R=1(约束条件)SRQn000111100X11X11第三页，共二十七页，2022年，8月28日2．基本RS触发器的应用举例

在数字系统中，用机械开关对电路发出命令信号，当开关改变位置时，由于弹簧片不能立即与触点稳定接触产生抖动，使电压或电流波形产生“毛刺”。如果用开关的输出直接驱动逻辑门，经过逻辑门整形后，输出会有一串脉冲干扰信号导致电路工作出错。第四页，共二十七页，2022年，8月28日QQ5V5VASB&&SR基本RS触发器去抖动功能

利用基本RS触发器的记忆作用可以消除机械开关振动对数字电路所产生的影响。在触发器的工作过程中，允许触发器状态改变的输入信号称为触发信号，信号的形式称为触发方式，触发器状态的改变称为翻转。基本RS触发器的触发方式是电平触发方式，这种触发方式又分为低电平触发和高电平触发。100第五页，共二十七页，2022年，8月28日二.同步RS触发器基本RS触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制，同步RS触发器实现在规定时间内，触发器按各自输入信号所决定的状态同步触发翻转。工作原理RCPSCP=0，R-S被封锁，QQ不变；CP=1，QQ由R-S决定。1001001101不变不定复位(清0)置位(置1)记忆(保持)禁止真值表RSQ说明第六页，共二十七页，2022年，8月28日特性表从工作原理可知:输出翻转控制在脉冲作用时间段,因而称为脉冲触发方式。

在脉冲作用时,可能出现多次翻转(空翻）。脉冲触发又可分为正、负脉冲触发。001×101×卡诺图化简SRQn000111100X111X1

特性方程

Qn+1=S+RQnS·R=0(约束条件)特点CP=1，接收信号，允许翻转。CP=0，封锁信号，禁止翻转。SCPR正脉冲触发负脉冲触发第七页，共二十七页，2022年，8月28日例

：根据CP、S、R的波形，试画出上面分析的RS触发器输出 Q的波形，设初始状态Q=0。

解:触发器在CP=1时翻转。在CP=1的时间间隔内R、S的状态变化就会引起触发器状态的变化。脉冲触发方式能控制触发器在一段时间内翻转，不能实现在一舜间翻转，因此应用中受到一定限制。

第八页，共二十七页，2022年，8月28日三.主从R-S触发器工作原理：CP=1作用其间：主触发器工作，QM随R-S翻转；从触发器因CP’=0被封锁，输出Q保持不变。CP负跳沿(即1→0),CP’由0→1：主触发器被封锁，从触发器工作，Q为QM最后值。CP=0后：主触发器的状态保持不变,因而输出状态保持不变。这样,两个R-S触发器的的互相制约,实现了在某一特定时刻翻转。该触发器的触发方式称为边沿触发，属于负跳沿触发。边沿触发又可分为正跳沿触发与负跳沿触发。RCPSCP’主R-S从R-SQM负跳沿触发正跳沿触发第九页，共二十七页，2022年，8月28日主从触发器的特点:触发器在CP有效作用期间接收输入信号，在CP的有效跳变沿触发翻转，在CP有效跳变沿后封锁输入信号。触发器的翻转状态由CP作用期间输入信号的状态而定。主从触发器对输入信号：对于负跳沿触发的触发器，输入信号应在CP正跳沿前加入，并在CP正跳沿后的高电平期间保持不变，为主触发器触发翻转做好准备，若输入信号在CP高电平期间发生改变，将可能使主触发器发生多次空翻，产生逻辑错误。时钟脉冲的要求：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负跳沿使触发器发生翻转后，CP的低电平也必须有一定的延迟时间，以确保从触发器达到新的稳定状态。第十页，共二十七页，2022年，8月28日11.2

JK触发器

JK触发器解决了主从RS触发器存在不稳定状态的问题。一.主从JK触发器工作原理CP=1时接收JK信号，输出不变；CP负跳瞬间，输出由JK而定：

KCPJRSCP’主R-S从R-SQMS=JQR=KQ

特性方程

Qn+1=S+RQn=JQn+KQn逻辑功能J≠KQn+1=J（与J相同）J=K=0Qn+1=Qn（不变）

J=K=1Qn+1=Qn（翻转计数）CP=0时，封锁JK信号，输出不变。第十一页，共二十七页，2022年，8月28日显然JK触发器消除了输出不定的状态，其触发方式为边沿触发。例：设负跳沿主从JK触发器的输入的波形如图所示，画出输出端Q的波形。设初始状态为0。

JKQnQn+100000011010001101001101111011110特性表逻辑符号负跳沿触发CPJKQ正跳沿触发第十二页，共二十七页，2022年，8月28日主触发器状态只能改变1次由于存在反馈，若Q=0，CP=l，K端封锁(K=0)，主触发器只接受J端置1信号；若Q=1，CP=l，J端封锁(J=0)，主触发器只接受K端置0信号。所以主触发器状态只能改变1次。在CP的下跳沿，从触发器与主触发器状态取得一致。这种现象称为一次变化现象。

KCPJRSCP’主R-S从R-SQM例：设负跳沿主从JK触发器的CP和J、K波形如图所示，画出输出端Q的波形。设初始状态为1。

CPJKQMQ123456000110110010第十三页，共二十七页，2022年，8月28日主从JK触发器的特点(1)触发器在时钟脉冲有效作用期间（CP=1或=0）接收输入信号，只在时钟脉冲的跳变沿(负跳沿或正跳沿)触发翻转，在时钟脉冲跳变沿后封锁输入信号。(2)触发器的翻转状态由时钟脉冲作用期间输入信号的状态而定。(3)主触发器的状态只可能根据输入信号改变一次。所以在CP有效作用期间，当J、K改变，若在Qn=0时，J有1，Qn+1=1(改变)；若在Qn=1时，K有1，Qn+1=0(改变)。否则Qn+1不变。主从触发器工作时，必须在CP有效作用期间前加入输入信号。如果在有效作用期间出现干扰信号，那么就有可能出现一次变化现象，使触发器的状态出错。避免出现一次变化现象的有效方法是采用边沿触发器。

第十四页，共二十七页，2022年，8月28日二.边沿JK触发器接受输入信号、触发翻转、封锁输入是在同一时刻（时钟脉冲有效跳变沿）完成。判断边沿触发器次态的依据是触发跳变沿前瞬间输入端的状态。

边沿触发器的触发方式可分为正跳沿和负跳沿，在符号中，由时钟脉冲端子CP加以区别。正跳沿负跳沿逻辑功能J≠KQn+1=J（与J相同）J=K=0Qn+1=Qn（不变）

J=K=1Qn+1=Qn（翻转计数）CP=0时，封锁JK信号，输出不变。

特性方程

Qn+1=S+RQn=JQn+KQn第十五页，共二十七页，2022年，8月28日例：已知CP、J、K波形及初始状态与上例相同，试画出负跳沿JK触发器的输出端Q的波形。并比较两个结果。比较两结果，如果输入信号在CP=1前加入，并在CP=1时间内保持不变，则主从负跳沿JK触发器与负跳沿JK触发器输出结果相同；如果在CP=1时间内输入信号发生改变，因前者可能出现一次变化现象，造成结果不同。CPJKQMQ主从Q123456第十六页，共二十七页，2022年，8月28日三.集成JK触发器

TTL双JK触发器74LS76JK触发器74LS76功能表111输入输出预置SD清零RD时钟CPJKQn+1n+101×××1010×××011

00Qnn11

10101

01011

11nQn第十七页，共二十七页，2022年，8月28日逻辑符号和引脚分布图该器件内含两个相同的JK触发器，它们都带有预置和清零输入，属于负跳沿触发器。如果在一片集成器件中有多个触发器，通常在符号前面(或后面)加上数字，以示不同触发器的输入、输出信号。第十八页，共二十七页，2022年，8月28日例：设负跳沿边沿JK触发器的起始状态为0，各输入端的波形如图所示，试画出的输出波形。SDJCPKRD第十九页，共二十七页，2022年，8月28日11.3

边沿D触发器与边沿T触发器一.D触发器若只取JK触发器输入信号J≠K，且J=D，就构成D触发器。特性方程Qn+1=D边沿D触发器也可分为正跳沿D触发器和负跳沿D触发器。C1端子没有小圈表示正跳沿D触发器，否则，是负跳沿D触发器。

特性表DQnQn+1000010101111逻辑符号第二十页，共二十七页，2022年，8月28日例：触发器组成的电路如图所示，试根据D和CP波形画出Q的波形(设初态为0)。解：第一个触发器是正跳沿D触发器，第二个JK触发器和与非门组成负跳沿D触发器。Q1Q2第二十一页，共二十七页，2022年，8月28日二.T触发器将JK触发器的J、K端连接在一起作为T端，就构成了T触发器，因此T触发器没有专门设计的定型产品。特性方程

Qn+1=TQn+TQnTQnQn+1000011101110特性表由特性方程可知，T=1，Qn+1=Qn，触发器为计数状态，T=0，Qn+1=

Qn，触发器为保持状态。Qn+1=T+Qn第二十二页，共二十七页，2022年，8月28日例1：电路和输入信号波形如图所示，画出各触发器Q端的波形。各触发器的初始状态为0。解：两个JK触发器均连接成负跳沿T触发器。Q1Q2第二十三页，共二十七页，2022年，8月28日例2：触发器电路和输入信号波形如图所示，画出各触发器Q端的波形。解：Q1Q2第二十四页，共二十七页，2022年，8月28日*11.4

触发器的功能转换

不同触发器其逻辑功能不同，同一触发器是否可以转换为功能不同触发器？1.代数转换法

2.图表转换法（通用法）例将D触发器转换为JK触发器。解(1)列出D、JK触发器的驱动表

(2)写出转换D表达式

(3)画出转换逻辑电路图

QnQn+1DJK0000×0111×100×1111×0