数字电子技术第四章 触发器

第四章触发器概述一、基本要求1.有两个稳定的状态(0、1)，以表示存储内容；2.能够接收、保存和输出信号。二、现态和次态1.现态：触发器接收输入信号之前的状态。2.次态：触发器接收输入信号之后的状态。三、分类1.按电路结构和工作特点：基本、同步、边沿。2.按逻辑功能分：RS、JK、D和T(T

)。3.其他：TTL和CMOS，分立和集成。G24.1基本触发器4.1.1由与非门组成一、电路及符号QG1R&&SQQQRSRSQ=0Q=10态Q=1Q=01态G2QG1R&&SQ二、工作原理Q=Q“保持”1001Q=0Q=10态“置0”或“复位”(Reset)0110Q=1Q=01态“置1”或“置位”(Set)Q和Q均为UHR先撤消：1态S先撤消：0态信号同时撤消：状态不定

(随机)00001×触发器状态不定0×1010100触发器置000101101触发器置1111110011触发器保持原状态不变说明Qn+1QnSDRD与非门组成的基本RS触发器特性表置0端RD和置1端SD低电平有效。注意基本RS触发器特性表的简化表示Qn11101010不定00Qn+1SDRD特性方程:110×100×Qn+1QnRDSD0100011110简化波形图QG1R&&SQ设触发器初始状态为0：QQSRQQ信号同时撤消,出现不确定状态信号不同时撤消，状态确定特性表Qn11101010不定00Qn+1SDRD不定11001110Qn00Qn+1SDRDQQSDRDSRQQSDRDSR逻辑符号置0、置1信号低电平有效置0、置1信号高电平有效注意弄清输入信号是低电平有效还是高电平有效。基本

RS触发器的两种形式SRQQ四、基本RS触发器主要特点1.优点：结构简单，具有置0、置1、保持功能。2.问题：输入电平直接控制输出状态，使用不便，抗干扰能力差；R、S之间有约束。波形图TTL集成基本触发器74279、74LS279+VCC1R1SA1SB2R2S3R3SA3SB4R4S1Q2Q3Q4Q12356101112141547913Q1Q2Q3Q48167427974LS279R1S11S12R2S2R3S31S32R4S4––––––––––4.1.3集成基本触发器74即27事9、呈74设LS陪27斥9同步绒触发血器：触发殊器的肌工作策状态古不仅旦受输鸣入端夫(R、S)控制盟，而东且还而受时潜钟脉甜冲(CP)搬的控泻制。CP(Clo兵ckPul酿se燥):等周援期、傻等幅栋的脉撇冲串博。基本RS触发野器：S—厚直接遥置位军端；R—狭直接私复位存端。(不妥受CP控制脖)同步板触发仿器：同步RS触发宜器同步D触发磨器4.味2环同厦步触滑发器4.批2.狸1萄同步RS触发结器一、切电路腔组成方及工厌作原刘理1.柳电路篮及逻掉辑符绸号QG1R&&SQG3R&&SG2G4CP曾用国符号QQRSRSCPCP国标贪符号QQRSRSCPC12.凑工泄作原梳理当CP=艘0保持当CP=返1与基冠本RS触发趴器功功能相术同特性话表：特性治方程樱:约束家条件CP=箩1期薯间有挨效二、百主要住特点1.茧时透钟电鼻平控水制CP=湾1炸期间塌接受刑输入菌信号逮；CP=烈0坦期间稼输出辫保持舒不变废。（抗变干扰怕能力陈有所俘增强授）2.RS之间改有约泻束CPRS解：[例颜]游试对近应输大入波鞠形画甩出下搅图中Q端波形炸。原态造未知QQQRSRSCPC14.映2.慕2躲同盐步D触发传器一、踏电路扬组成劳及工况作原霞理QG1R&&SQG3R&&SG2G4CP1D（CP=涝1期套间有室效）简化短电路智：省造掉反羡相器勤。二、掘主要学特点1.寇时垒钟电塔平控公制，哨无约谋束问党题；2.CP=根1捏时跟贩随。下降虏沿到倡来时乐锁存三、眠集成沉同步D触发够器1.额T丸TL74壶LS批37模5CPDQG1QG3R&&SG2G41>1>1G5RS+VCC74LS3751D01LE1D12D02LE2D11Q01Q01Q11Q12Q02Q02Q12Q114791215236510111413Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4––––D1CP1、2D2D3CP3、4D4816四、需同步闪触发贼器的咸特点同步蜘触发荣器的触发贸方式为电平盲触发浸式同步街触发障器的局共同治缺点旁是存轮在空翻，空尘翻可鸭导致骂电路车工作目失控挖。触发投脉冲胳作用坝期间孙，输秆入信遣号发砍生多眉次变尝化时肆，触夺发器微输出企状态搭也相盛应发疑生多称次变肚化的繁现象丹称为昨空翻谎。指时钟脉冲信号控制

触发器工作的方式

CP=1期间翻转的称正电平触发式；CP=0期间翻转的称负电平触发式。4.逐3边贴沿触面发器馒功能纸分类吹、功训能及神表示抹方法一、拿边沿桨触发贤器功现能分胶类定义在CP作用世下，J、K取值毅不同卷时，叫具夜有保持、置0、置1睡、翻刮转功能夫的电步路，切都叫诊做JK型时凝钟触发乡丰器。1.JK型触盘发器符号特性距表Qn01保持置0置1翻转CP下降届沿时刻党有效QQCPC11JIKJ

KQ

nQn01保持置0置1翻转Q

nCP下降拦沿时刻英有效10011100Qn+1QnJK0100011110特性妙方程CP下降沿触呆发01J=0K=J=1，K=J=K=0J=，K=1JK触发哲器状心态图JK触发凶器时琴序图特点坡：表述轮了CP对输喜入和蝇触发亡器状仇态在帮时间俯上的准对应关系写和控禽制或厕触发圾作用绕。TT槐L边沿JK触发蓄器CP下降姻沿触欣发74扭LS下11先2(双JK触发翼器)异步复位端RD、异步置位端SD均为低电平有效,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。边沿隶JK笋触发抗器的各主要金特点CP的上籍升沿霞或下趟降沿淋触发爸；

抗干扰能力极强，工作速度很高，在触发沿瞬间，按的规定更新状态；功能繁齐全涂(保此持、约置充1、陪置酷0、籍翻转眯)，僻使用浊方便旦。2.D型触耻发器符号特性赤表特性徒方程CP上升匀沿时刻梁有效QQCPC11DD

置歇0置纳1定义在CP作用眠下，D取值箱不同怎时，牧具粱有置0、置1功能至的电情路，霉都叫酬做D型时桑钟触发榴器。D触发祖器状挖态图妹：01D=0D=1D=1D=0D触赌发器汉时序番图CP上升沿触嘉发2.库T臭TL边沿D触发酱器74林74(双D触发展器)符号引出砍端功能特性裂表Q1Q1VCC

SD1

CP1

SD2

CP2

D1

RD1D2

RD2Q2Q2地4231101211135698147

–

–

–––塔–3.区边派沿D破触发吃器主思要特独点CP的上升冲沿(正边沿越)或下降吉沿(负边沿叨)触跌发；抗干麻扰能笨力极恒强；只有湖置居1、伐置便0系功能收。QQCPC11DD

S

RSD

RD3.T型触对发器QQCPC11TT

保持翻转CP下降妄沿时刻伐有效4.T’型触尝发器QQCPC1翻转CP下降浑沿时刻跳有效在CP作用娇下，些当T=雷0时保持状态漠不变地，T=1妄时叙状态翻转的电精路，太叫T型时攻钟触发穷器。只有CP输入览端，馒没有委数据孙输入衡端，盼每来化一个CP就翻转一次口的电化路叫T荷’型时炸钟触隙发器幻玉.三、边沿触发社器逻汪辑功搅能表势示方趋法间裤的转舱换1.特性腐表卡诺摄图、治特性渴方程江、状拾态图魔和时够序图Qn+1QnJK01000111100100111001

0/1

/

0/

1

/(1慌)特性点表卡诺月图、种状态访图(2究)特性吹表特性朗方程向时菠序图贼的转餐换(奖略)2.鞭状灰态图特性框表、相卡诺茎图、竭特性益方程谦和时锋序图01

0/1

/

0/

1

/

00/

01/10

/11

/00/

10/

01

/11

/Qn+1QnJK01000111100驱00答0010101000011111010状态舱图时序尿图[例]已知CP、J、K波形时，画悼输出挑波形放。假设边初始甘状态贵为讯0。CPJK01

00/

01/10

/11

/01

/11

/00/

10/

1001110000Q0100113.商不同荷触发狸器间唇的相械互转聋换（补罩充）1.JK

D2.JK

T、T′因此，令J=K=D已有Qn+1=JQn+KQn欲得Qn+1=DQQCPDC11J1KQQC11J1KQQCP1C11J1KTCP转换方法(1)写出待求触发器和给定触发器的特性方程。(3)画出用给定触发器实现待求触发器的电路。(2)比较上述特性方程，得出给定触发器中输入信号的接法。3.D

JK已有Qn+1=D欲得Qn+1=JQn+KQn因此，令4.D

T5.D

T′已有Qn+1=D欲得Qn+1=已有Qn+1=D欲得Qn+1=Qn因此，令D=Qn因此，令D=QQCPC11DQQCPC11DTQQCPJC11DKQ2Q11D1DFF1FF2石英方波振荡器4MHzC1C1CP[例旗]振下图达为分新频器蔽电路佳，设旷触发障器初常态为0，试惜画出Q1、Q2的波份形并屈求其标频率筋。CP解：C1CPfQ1=fCP/2优=遣2仍M因Hz乖，fQ2=fCP/4岛=奏1读M君HzCPQ10Q20Q1C1对CP二分光频对CP四分蒸频两个

D

触发器均构成

CP触发的计数触发器4.咸触发凭器应笑用举相例（择补充窄）1010RDSDQ1JSDC1CP1KRSRDCP解：[例额]该试对夏应输吩入波抱形画帽出下兄图电舱路的职输出响波形兴。C1CPSDSRRDQ1Qn+1=JQn

+KQn

=Qn

·Qn+Qn

·Qn

=Qn当异步端无信号时，触发器将在CP时翻转。RD和SD为非有效电平4.吵4触发冲器的倚电气觉特性4.通4.溪1静态阅特性吊（略持）4.测4.挺2动态朗特性一、输入颠信号堪的建瓦立时皱间和籍保持述时间1.纯建浙立时脾间tse测t指要勤求触替发器践输入读信号台先戒于CP信号纠的时贷间。2.纱保笨持时杆间th指保首证触余发器剑可靠筐翻转写，CP到来吹后输来入信泻号需浸保持也的时辆间。边沿D触发疼器的tse虎t和th均在10晃n辛s左右污。CPD010101≥≥≥≥二、共时钟央触发扮器的炉传输桐延迟奔时间指从

CP

触发沿到达开始，到输出端Q、Q

完成状态改变所经历的时间。1.tPH匙L为输天出端作由高男电平盆变为工低电忆平的衡传输赶延迟早时间除。TT漂L底边沿D触发落器7躲47邀4，tPH俩L≥40决n散s。2.tPL袍H为输站出端室由低租电平上变为赢高电粗平的斜传输港延迟奥时间吐。74乓74罗，≤25薄n霜s。三、筑时钟君触发请器的辜最高生时钟训频率fma杰x由于如每一伸级门尘电路被的传论输延漠迟，拒使时雨钟触巴发器捎的最怎高工持作频繁率受教到限粪制。74具74率，fma臂x≥15刺M纳Hz。第四受章熟小别结一、刺触发鼻器和门赏电路去一样铁，也违是组乏成数皆字电泻路的参基本窗逻辑倾单元排。它舱有两个悄基本勾特性持：1.念有擦两个笑稳定心的状剧态（0倾状悟态和尊1窝状灯态）顽。2.稀在寇外信谨号作福用下王，两冷个稳万定状凤态可垄相互域转换爹；没美有外头信号愚作用沸时，豪保持唇原状单态不覆变。因此献，触少发器众具有油记忆筑功能肿，常货用来蒸保存愤二进廉制信稻息。二、谣触发舅器的愿逻辑名功能指触花发器佳输出菌的次秩态Qn+1与输图出的家现态Qn及输缎入信号萍之间少的逻吉辑关朱系。批触发开器逻喂辑功呼能的各描述然方法贷主要有特性醒表、艰卡诺色图、读特性穿方程哪、状浆态转胸换图果和波尖形图（时较序图百）。二、溉触发炕器的吓分类1.猾根苹据电邮路结梢构不历同，塘触发隐器可久分为（1煮）基溉本触配发器贴：输爹入信袋号电童平直佛接控城制。特性堡方程（2肝）同络步触思发器尘：时比钟电宇平直璃接控劣制。特性释方程同步RS触发黑器CP=推1（敬或廊