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1、3.2.1 RS触发器,3.2.2 JK触发器,返回,3.2.3 D触发器,3.2 必备知识,3.2.4 T和T触发器,3.2 必备知识,数学电路中除了逻辑运算和算数运算的组合电路外，还 有一种具有记忆功能的时序逻辑电路. 触发器则是构成该电路的基本单元; 触发器能够存储1位二进制码，该电路有两个互补输出 端，其输出不仅与输入有关，而且还与先前的输出状态有关。 触发器的结构及触发方式有多种形式，不同的种类具有 不同的逻辑功能。功能表、特征方程及状态图是一般用来分 析电路功能的常用的三种方式。 触发方式上，以分析输入脉冲与触发脉冲之间的时间 关系为主。,归纳 总结,触发器是构成时序逻辑电路的基本
2、单元电路。 触发器具有记忆功能，能存储一位二进制数码。 触发器有三个基本特性： （1)有两个稳态，可分别表示二进制数码0和1，无外触发时可维持稳态； （2）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转）； （3）有两个互补输出端。 以下按触发器的电路结构、触发方式、逻辑功能分别进行介绍。,一般在一个集成触发器内部有几个相同结构的触发器 (一个触发器可以存储一位二进制数码)，用来完成多位 数据的存放。,3.2 必备知识,1.基本RS触发器,3.2.1 RS触发器,2.同步RS触发器,3.主从触发器,1.基本RS触发器,基本的RS触发器是一种最为简单的触发器，但又是其他复 杂触发器的基本的组成部分。 1）
3、电路的结构和工作原理 将两个或非门的输出端分别接在相对的或非门的输入端上， 即可构成基本的RS触发器，R、S端是触发器的两个输入 端， 、 。是触发器的两个输出端。,图3-1 两个或非门组成的基本RS触发器 （a）逻辑图 （b）逻辑符号,由逻辑关系可知触发器的逻辑表达式为：,1.基本RS触发器,当R=1、S=0时，无论原来的为何状态，都有G2的输出 =0， =0和S=0作为G1的输入，使得 =1。 当R=0、S=1时，无论原来的为何状态，都有G1的输出 =0， =0和R=0作为G2的输入，使得 =1。,当R=0、S=0时，此时G1和G2取决于 和 的原来 的状态，原来处于什么状态依然处于什么状
4、态，即保 持原状态不变。 当R=1、S=1时，无论原来的为何状态，都有G2的输 出 =0， =0和S=1作为G1的输入，使得 =0。 显然在此条件下，两个或非门的输出端均为0，两个输 出端的信号互补的关系不成立，而且在两个输入信号 同时变为无效（R=0、S=0）后，不能确定触发器的 状态是0还是1，这种情况要避免，因此在正常工作时 输入信号应当遵守RS=0的约束条件，也就是不允许 两个输入端同时为1的信号。,1.基本RS触发器,综上所述，当触发器的R、S端输入不同的电平时， 它的的 和 两个输出端处于两种互补的稳定状态，我 们规定，一般触发器的状态通常指的是 端的状态， R=1，S=0时， 端
5、状态为0态，我们称触发器置0， 或者称复位，R=1实际上是决定条件，所以R称为置0 输入端或者复位端。R=0，S=1时， 端状态为1态， 我们称触发器置1，或者称置位，S=1实际上是决定 条件，所以S称为置1输入端或者置位端。,1.基本RS触发器,如果触发器原来为0态，为使之变为1态，必须令R端的电平 由1变为0，S端的电平由0变为1此时所加的输入信号称为触发 信号，由此产生的触发器的状态转换的过程称为翻转。触发过 程由电平控制，因此触发器称为电平控制触发器。而R端和S端 的功能是使其置0或者置1，所有又称为置位复位触发器，也叫 置0置1触发器。其功能表如表3-1所示。,1.基本RS触发器,如
6、图3-2所示，是用两个与非门输入输出交叉相 连构成的触发器，这种触发器的触发信号是低电平有 效。,1.基本RS触发器,逻辑图 (b) 逻辑符号 图3-2 两个与非门组成的基本RS触发器,触发功能表如表3-2所示。同学们可自行分析其 工作状态。 表3-2 两个与非门组成的基本RS触发器的功能表,1.基本RS触发器,2）应用举例 【例3-1】 用与非门和基本RS触发器构成4位二进制数码寄存器,1.基本RS触发器,2. 同步RS触发器,基本RS触发器的触发方式（动作特点）：逻辑电平直接触发。（由输入信号直接控制） 但是在数字电路中，为了使数字系统的各部分动作协调，通常需要某些触发器在同一时刻工作，为
7、实现这一目的，我们在数字电路中引进同步信号，参加工作的触发器需要在同步信号到达时才能按输入信号改变状态。这个同步信号我们称之为时钟脉冲信号，或者叫时钟信号、时钟，通常用CP表示（Clock Pulse 缩写）。 为了区别基本RS触发器那样的直接置位、复位的触发器，我们把受时钟脉冲信号控制的触发器统称为时钟触发器。,1）电路的结构和工作原理,（a）逻辑图 （b）逻辑符号 图3-4 同步RS触发器,输入信号要经过G1和G2两个与非门传递，但是两个与非门同时受CP脉冲信号的控制。 当CP=0时，G1和G2两个门截止，即输入信号被封锁， S、R不起作用，触发器的状态保持不变。 当CP=1时，S、R信号
8、通过G1和G2两个门作用于G3和G4组成的基本的RS触发器上，触发器触发翻转， 和 的状态跟随输入状态的变化而变化。 为研究触发器翻转状态的变化，区分触发前后不同的状态，我们把触发前的状态称为现态，用 表示，触发后的状态我称为次态，用 表示。,1）电路的结构和工作原理,现态：CP脉冲作用前触发器的原状态，用Qn表示； 次态：CP脉冲作用后触发器的新状态，用Qn+1表示。,表3-2 同步RS触发器功能表,R为高电平有效触发,S为高电平有效触发,R、S不允许同时有效,1）电路的结构和工作原理,触发器的逻辑功能还可以用逻辑函数表达式来 描述，这种描述逻辑功能的函数表达式称为状态转 移方程或者称为特称
9、方程，一般简称状态方程。 同步RS触发器的特征方程为：,1）电路的结构和工作原理,触发器的逻辑功能还可以采取图形的方式表示， 即状态转移图，如图3-5所示。两个圆圈代表触发 器的两个稳定状态，箭头表示在信号的作用下状态 转移的方向，旁边的标注为状态转移的条件。,1）电路的结构和工作原理,【例3-2】如图3-4所示同步RS触发器中CP、S、R的波形如图3-6所示，触发器初始状态为 =0，试画出 、 、 和 的波形图。,2）应用举例,3.主从触发器,同步触发器中，只有当CP=1时，此时S、R的信号才可以通过G1和G2两个门加到后端的触发器上，从而引起触发器的翻转工作，如果此时要保持触发器的输出不变
10、，就必须维持当前的输入R、S信号不变。 当在CP=1时，任何R和S的变化都会引起触发器输出端的翻转变化，这样会大大降低触发器的抗干扰信号的能力。 为了改善触发器的工作可靠性，提高其干扰信号的能力，我们希望触发器在时钟脉冲信号电平有效期间其输出状态只变化一次，为此在同步触发器的基础上，改善设计出主从触发器。,1）电路的结构和工作原理 主从触发器由两级触发器构成，如下图,3.主从触发器,图3-7 两个同步的RS触发器构成的主从RS触发器 （a）逻辑图 （b）逻辑符号,前一个触发器是主触发器，由G5-G8四个与非门组成；后一个触发器是从触发器，由G1-G4四个与非门组成。 其中主触发器的状态由输入信
11、号直接决定，从触发器的输入端接在主触发器的输出端，其输出状态由主触发器的状态决定，主触发器和从触发器均由同一时钟脉冲CP控制，但信号相位相反，如图3-7中CP脉冲直接接到主触发器，再经由反相器G9接到从触发器上。 其工作原理如下： 当CP=1时，此时G7和G8两个门被打开，而G3和G4两个门被封锁，主触发器根据输入的S、R信号翻转，而从触发器的输出由于G3和G4两个门的封锁而保持原状态不变。,3.主从触发器,当CP由1变成0的时候，情况正好相反，此时G7和G8两个门被封锁，而G3和G4两个门被打开，由于G7和G8两个门被封锁，其输出状态保持不变，输入信号的变化不会再影响主触发器的输出，而G3和
12、G4两个门的打开，使得主触发器的输出信号加到从触发器的输入端，从触发器按照和主触发器一样的状态翻转，即使此时的输入信号再发生变化，也不会影响触发器的输出，也就是说，在CP的一个变化周期内，触发器的输出只能发生一次变化。 注意：触发器的输出发生翻转是在CP信号由高电平变为低电平的瞬间时刻完成的，所以该主从RS触发器属于负跳沿（下降沿）动作型的，在逻辑符号中，CP信号输入端的小圆圈即表示负跳沿（下降沿）动作，相反在CP正跳沿（上升沿）动作时，则没有该小圆圈。,3.主从触发器,2）应用举例 【例3-3】图3-7所示的主从RS触发器中，若CP、S、R的波形如图3-8所示，试画出 和 的波形。,3.主从触发器,
