触发器的电路结构

第5章触发器5.1触发器的电路结构与工作原理5.2触发器的功能5.3触发器的主要指标概述组合逻辑电路：逻辑运算和算术运算。时序逻辑电路：具有记忆功能。触发器：能够存储一位二进制码的逻辑电路。触发器的功能：具有两种状态(0或1)的电路。在任一时刻，触发器只处于一种稳定状态，当接到触发脉冲时，才由一种稳定状态翻转到另一稳定状态。它“一触即发”。描述：功能表、特性方程、状态图

触发器的特点：触发器的分类：按功能分：着重掌握触发器的功能、信号输入与触发脉冲的时间关系。

按结构分：有记忆功能的逻辑部件。输出状态不只与当前的输入有关，还与原来的输出状态有关。有R-S触发器、D型触发器、JK触发器、T触发器、T'触发器等；有基本触发方式、同步触发器、主从触发方式、维持阻塞触发器和边沿触发方式。两个输入端5.1触发器的电路结构与工作原理反馈两个输出端5.1.1基本RS触发器反馈正是由于引入反馈，才使电路具有记忆功能!1、电路构成QRSQ&&RSQRSQ&&RS加在输入端的小圆圈表示低电平或负脉冲有效，即仅当低电平或负脉冲作用于输入端时，触发器状态才能发生变化—低电平或负脉冲触发。特点：（1）有两个输入端和两个输出端，且为交叉耦合方式。

（2）当处于稳态时，两输出端是互补的。

Q=0、=1——触发器处于0态

Q=1、=0——触发器处于1态

Q端状态逻辑表达式：1）输入R=0,S

=1时若原状态：11001010输出仍保持：&&若原状态：01111010输出变为：置“0”！&&2、工作原理2）输入R

=1,S

=0时若原状态：10101001输出变为：&a&b若原状态：00110101输出保持：&a&b置“1”！2、工作原理

输入R

=1,S

=1时若原状态：10111001输出保持原状态：若原状态：01110110输出保持原状态：&a&b&a&b保持！2、工作原理

输入R

=0,S

=0时0011输出：全是1注意：当R、S

同时由0变为1时，翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转。因此，该状态为不定状态。避免出现。&a&b基本触发器的功能表保持原状态置0态置1态不定状态11011000

QRS2、工作原理

QRSQ或非门组成的基本RS触发器：输入、输出交叉连接构成置0、置1触发器。3、基本RS触发器的应用例5.1.1用基本RS构成4位二进制数码寄存器。1)清零过程CR、LD均加低电平—清零。

撤去CR，触发器状态不变。2）置数过程

LD加有效电平，D0~D3

以反码加入S端，触发器状态与D0~D3

一致。

LD撤去（回低电平),RS均为1，—不变状态。注：置数前必清零。0101例5.1.2运用基本RS触发器，消除机械开关震动引起的脉冲。电压波形产生“毛刺”。5.1.2同步RS触发器各触发器在规定时刻同步翻转—CP脉冲控制。CP=0，RS不影响触发器状态。CP=1，RS信号送到基本RS输入端，触发器翻转。表达式：Q含义不同：R=S=1时，触发器状态不定。特性方程：00×110×1QSR0001111001例5.1.3图示触发器

CP、S、R波形如图，原始状态Q=0，Q=1，画出Q3、Q4、Q、Q波形。触发器翻转控制在一个时间间隔内，而不是控制在某一时刻。CP高电平时触发翻转：说明：

同步RS触发器解决了定时控制的问题，但还有两个缺点：

（1）输入信号依然存在着约束条件；

（2）可能出现“空翻”现象

空翻现象：

概念：在一个时钟脉冲作用下，引起触发器的状态翻转两次或多次的现象。

带来的问题：造成逻辑上的混乱，使电路无法正常工作。5.1.3主从触发器主触发器：接受输入信号，其状态由输入信号决定。从触发器：其状态由主触发器决定。1、同步RS主从触发器主、从触发器加互补时钟脉冲：

CP=1时：主触发器翻转。G3、G4封锁，从触发器状态不变。CP=0，主触发器封锁，从触发器翻转。*从触发器的翻转是在CP由1变0时刻（CP下降沿）发生的。1）由主从触发器组成，受互补时钟脉冲控制。2）只在时钟脉冲的跳变沿（负跳沿）触发翻转。3）脉冲工作特性：（负跳沿触发）特点：输入信号主、翻转触发器翻转主触发器：输入信号在CP正跳沿前加入，正跳后翻转。从：CP负跳沿使触发器翻转。——高、低电平均应保持一定时间，达稳定状态。2、CMOS主从触发器D触发器：主从触发器均由传输门（TG）和反相器（G）交叉连接构成双稳态电路。

CP和CP为互补时钟脉冲。TPTN问题：正跳沿触发？如5.1.4边沿触发器CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。1、维持-阻塞边沿触发器

D触发器：6个与非门组成，G1、G2构成基本RS触发器。预置SD:

SD=0、RD=1，置1清零RD：SD=１、RD=０，清０输入信号主、翻转触发器翻转工作：SD=RD=1工作过程：1）CP=0时G3G4封锁：Q3=Q4=1状态不变。

反馈信息打开G5G6—接收D。2）CP由0变1时，触发器翻转。G3G4打开Q3=Q5=D、Q4=Q6=D。

则Q=Q4=D3）触发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。如Q3=0（Q=0）——封锁G5、Da线——置0维持线、置1阻塞线。如Q4=0（Q=1）——封锁G6、G3、Db——置1维持线，c——置0阻塞线。CP正跳沿前接收输入信号、正跳沿触发、正跳沿后被封锁。边沿触发器：abcQ5=D,Q6=Q5=D输入信号触发器翻转2、利用传输延迟的边沿触发器负跳变触发的JK边沿触发器。逻辑图及逻辑符号：（1）CP=0时，某一稳态。G3、G4，G12、G22

被封锁输出Q、Q不变——与或非稳定。（2）CP由0变1，不翻转，为接受输入做准备。设原态：Q=0、Q=1影响输出：G12、G22、一级与门——先起作用G4、G13，G3、G23——二级门首先G22由0变1——仍Q=0Q=0——G12、G13均为0Q=1——状态不变，但准备接收J、K。（3）CP由1变0——翻转1时：设J=1、K=0，

则Q3=0、Q4=1，

G13G23输出均为0。0时：CP下降沿到来首先：G22由1变0——Q=1CP变0后，Q3=Q4=1（稳定）—翻转后。——转到（1）。Q=0输入信号触发器翻转总结：触发器结构与原理基本RS触发器同步RS触发器主从触发器：边沿触发器：利用传输延迟的边沿触发器（JK）按结构：同步RS主从触发器CMOS主从触发器维持-阻塞边沿触发器（D）负跳沿触发正跳沿触发负跳沿触发输入信号触发器翻转5.2触发器的功能表示：真值表、状态方程、状态转换图5.2.1RS触发器（主从）1、功能分析同步1）逻辑表达式即与同步RS一致2）功能表：与同步RS一致。2、集成触发器3）状态转换图1、0二状态，箭头表示转换方向。注意：转换条件——TTL集成主从RS触发器。置0端RD、置1端SD

——低电平有效。74L71：1）具有预置、清零功能。——直接2）正常工作：预置、清零端加高电平。3）功能表和同步RS一致。5.2.2JK触发器1、功能分析RS基础上改进而成1）边沿JK触发器与主从JK功能相同。2）无约束条件。3）J=K=1，计数状态。1）触发沿翻转。2）判断主从触发器次态：负跳沿前瞬间输入端的状态。均负跳3）判断边沿触发器次态：触发沿前瞬间输入端的状态。正负沿注意：注意：一次变化现象：主触发器只能根据输入信号改变一次。Q=0时J端出现干扰。一次变化现象：一次变化现象：Q=1：CP=1期间K端出现干扰，主触发器也会产生一次变化现象。2、集成JK触