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1、1,第五章 触发器,教学目标： 理解触发器的基本概念 掌握各种触发器的逻辑功能,2,5.1 概述,特点： 1、有两个稳定状态“0”态和“1”态； 2、能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态； 3、输入信号消失后，被置成的“0”或“1”态能 保存下来，即具有记忆功能。,双稳态触发器： 是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存一位二进制码。,3,触发器的基本概念,1.触发器有两个互补输出端：Q 、 2.有两个稳定的状态：0状态和1状态； 3.在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态； 4.具有记忆（存储）功能，当输入信号消失后，所置成的状态能够保持不变;,5.一个触发器可以记忆1位二值
2、信号; 6.输出状态表示：Qn（现态）、 Qn+1（次态); 7.触发器分类：按功能分有RS触发器、D触发器、JK触发 器、T和T触发器；按照结构分为基本RS触发器、同步触 发器、主从触发器和边沿触发器。,4,5.2 SR锁存器基本SR触发器 一、电路结构与工作原理,用或非门组成的SR锁存器,6,工作原理,1,0,0,1,0 1,0,7,0,1,1,0,1 0,1,8,1,1,1,0,1 1,不变,1,0,9,0,0,1,1,0 0,不定,？,10,基本 RS 触发器状态表,逻辑符号,11,特性表（真值表）,现态：触发器接收输入信号之前的状态，也就是触发器原来的稳定状态。,次态：触发器接收输入
3、信号之后所处的新的稳定状态。,12,次态Qn+1的卡诺图,特性方程,触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式,13,波形图,反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图,置1,置0,置1,置1,置1,保持,不允许,习题5.1，5.2,14,例：已知由与非门构成的同步RS触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出 Q 和 Q 端的波形，设触发器的初态为Q=0。,15,集成基本RS触发器,EN1时工作 EN0时禁止,16,5.3 电平触发的触发器,一、电路结构与工作原理,1.同步SR触发器,17,CP1时，工作情况与基本RS触发器相同。,18,特性表,特性
4、方程,19,主要特点,波形图,（1）时钟电平控制。在CP1期间接收输入信号，CP0时状态保持不变，与基本RS触发器相比，对触发器状态的转变增加了时间控制。 （2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。,不变,不变,不变,不变,不变,不变,置1,置0,置1,置0,不变,同步触发器存在的问题空翻,由于在CP=1期间，G3、G4门都是开着的，都能接收R、S信号，所以，如果在CP=1期间R、S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转。 在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。,21,可控 RS 触发器 带异步置位、复位端的同步RS触发
5、器,基本R-S触发器,导引电路,时钟脉冲,22,当C=0时,0,R，S 输入状态 不起作用。 触发器状态不变,23,当 C = 1 时,1,打开,触发器状态由R，S 输入状态决定。,打开,24,当 C = 1 时,1,打开,(1) S=0, R=0,触发器状态由R，S 输入状态决定。,打开,25,1,1,0,(2) S = 0, R= 1,(3) S =1, R= 0,26,1,Q=1,Q=0,(4) S =1, R= 1,27,带异步置位、复位端的同步RS触发器,CP=0时，异步置0、置1端的有效电平可使触发器立即复位或置位。,28,动作特点：在 CP = 1 的全部时间里，R、S 端信号的
6、变化都将引起触发器输出状态的变化。,1 2,S,R,Q,CP,三、输出电压波形举例,二. 动作特点,缺点：抗干扰能力差。,异步置位端,异步复位端,干扰信号,跳变,29,存在问题：,时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。,克服办法：采用 JK 触发器或 D 触发器,30,1、电路结构,D触发器,31,CP=1期间有效,CP=1时, Q n+1=D CP=0时, 保持原状,32,波形图,在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号D情况的不同，具有置0、置1功能的电路，都称为D触发器。,33,集成同步D触发器,CP1、2,CP3、4,POL1时，CP1有
7、效，锁存 的内容是CP下降沿时刻D的值； POL0时，CP0有效，锁存 的内容是CP上升沿时刻D的值。,34,5.4 脉冲触发的触发器主从触发器,提高可靠性，要求每个CLK周期输出状态只能改变1次,主从触发器的特点 由两个触发器组成（主触发器和从触发器） 触发方式：主从触发方式（上升沿接收，下降沿触发）,35,一、电路结构与工作原理,1.主从RS触发器,36,37,38,39,(5) 列出真值表,40,主从 JK触发器的逻辑功能,Qn,1,0 0,1 1,1 0,0,0 1,41,C下降沿触发翻转,42,例：主从JK 触发器工作波形,43,与输入主从JK触发器的逻辑符号,在有些集成电路触发器产
8、品中，输入端J和K不止一个。 在这种情况下，多个输入是与的关系,44,二、脉冲触发方式的动作特点,45,46,5.5 边沿触发的触发器,为了提高可靠性，增强抗干扰能力， 希望触发器的次态仅取决于CLK的下降沿（或上升沿）到来时的输入信号状态，与在此前、后输入的状态没有关系。 用CMOS传输门的边沿触发器 维持阻塞触发器 用门电路tpd的边沿触发器 ,47,一、电路结构和工作原理,1、用两个电平触发D触发器组成的边沿触发器,48,利用CMOS传输门的边沿触发器,49,50,基本R-S触发器,导引电路,2. 维持阻塞 D 触发器,1.电路结构,反馈线,跳转,51,2.逻辑功能,（1）D = 0,1
9、,0,当C = 0时,0,当C = 1时,0,1,封锁,在C = 1期间，触发器保持“0”不变,52,2.逻辑功能,（1）D = 1,0,1,当C = 0时,1,当C = 1时,0,1,封锁,在C = 1期间，触发器保持“1”不变,封锁,53,上升沿触 发翻转,C上升沿前接收信号，上降沿时触发器翻转，（ 其Q的状态与D状态一致；但Q的状态总比D的状态变化晚一步，即Qn+1 =Dn；上升沿后输入 D不再起作用，触发器状态保持。 即(不会空翻),结论：,54,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.6.1 触发器按逻辑功能的分类 由于输入方式不同（单端，双端输入）、次态（ ）随输入变化的规则不同
10、,所以它们的逻辑功能也不完全一样。,55,一、SR触发器 1. 定义，凡在时钟信号作用下，具有保持、置0和置1功能的触发器称为SR触发器,56,57,二、JK触发器 1.定义：凡是在时钟信号作用下，具有保持、置0、置1和翻转功能的触发器，均称为JK触发器,58,59,三、T触发器,1. 定义：凡在时钟信号作用下，具有保持和翻转功能的触发器,60,四、D触发器,1.定义：凡在时钟信号作用下，具有置0和置1功能的触发器,。,61,附： 不同类型触发器之间的转换,转换步骤： （1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。 （2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。 （3）比较
11、已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。 （4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。,转换方法： 利用令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。,62,JK触发器T触发器,在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号T取值的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当T0时能保持状态不变，T1时一定翻转的电路，都称为T触发器。,逻辑符号,1、将JK触发器转换为T和T触发器,63,T触发器特性方程：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,64,状态图,时序图,65,JK触发器T触发器,在数字电路中，凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，都称为T触发器。,逻辑符号
12、,66,T 触发器特性方程：,与JK触发器的特性方程比较，得：,电路图,变换T触发器的特性方程：,67,状态图,时序图,68,D触发器T触发器,2、将D触发器转换为T和T触发器,69,D触发器T触发器,70,本章小结,1触发器有两个基本性质：（1）在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（0或1状态）之一而保持不变；（2）在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。 2描写触发器逻辑功能的方法主要有特性表、特性方程、状态转换图和波形图(又称时序图)等。 3按照结构不同，触发器可分为： (1) 基本RS触发器，为电平触发方式。 (2) 同步触发器，为脉冲触发方式。 (3) 主从触发器，为脉冲触发方式。 (4) 边沿触发器，为边沿触发方式。 4根据逻辑功能的不同，触发器可分为： (1) RS触发器 (2) JK触发器 (3) D触发器 (4) T触发器 （T触发器 ） 5同一电路结构的触发器可以做成不同的逻辑功能；同一逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构来实现。 6利用特性方程可实现不同功能触发器间逻辑功能的相互转换。,71,
