第四章 触发器l4.2 时钟触发器l4.2.1 同步RS触发器l4.2.2 同步D触发器l4.2.3 同步JK触发器l4.3 时钟触发器的结构形式及触发方式l4.3.1 同步式触发器l4.3.2 边沿触发器l4.3.3 主从触发器时钟触发器：在数字信号系统中，为协调各部分的动作，常常 要求某些触发器于同一时刻动作为此，必须引入同步信号， 使这些触发器只有在同步信号到达时才按输入信号改变状态 通常把这个同步信号叫做时钟脉冲，或称为时钟信号，简称时 钟，用cp表示这种受时钟信号控制的触发器称为时钟触发器4.2 时钟触发器时钟触发器的分类：按照逻辑功能： SR型、D型、JK型、T型 按结构和触发方式： 同步式触发器、维持阻塞触发器 、 边沿触发器、主从触发器几个术语和符号1.时钟输入端CP：时钟脉冲的输入端，通常输入周期性时钟 脉冲2.数据输入端：又称控制输入端对于SR触发器来说，控制 输入端就是S和R3.初态Qn：某个时钟脉冲作用前触发器的状态，即原状态， 也称为“现态”4.次态Qn+1：某个时钟脉冲作用后的状态，即新状态表达时钟触发器的逻辑功能时，常用四种形式 ： 1）功能真值表 2）激励表 3）状态图 4）特性方程由G1、G2组成基本RS触发器,由G3、G4组成输入控制(导引)电路 。
cp控制翻转时间，R、S决定翻转状态 QRSQcp1R1SC1一、电路结构&&G1RQG2SQ&&cpG3G44.2.1 同步RS触发器二、工作原理3、4门被封锁，R、S不会影响输出状态，故触发器维持原状态不变R、S信号通过G3、G4反相加到基本RS触发器上，使触发器状态跟随输入信号状态的变化而改变基 本 RS 触 发 器&&G1RQG2SQ&&cpG3G4110 1cp=0时，cp=1时，真值表约束条件 R•S=0cp=1的全部时间内，R、S变化都将引起触发器状态变 化为电平触发方式R SQn+1功能说明 0 0 0 1 1 0 1 1Q 1 0 d不变 置 1 置 0不定三、动作特点触发器真值表不直观，若将 Qn称为状态变量，作为一个 变量列入真值表，就得到触发器的特性表（或功能真值表） 四、功能描述方法1.特性表同步RS触发器特性表利用约束条件求特性方程Qn+1 =S + RQnR•S=0Qn R S Qn+10 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 不定 1 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 1 不定100 01 11 100 1RS Qn d0 110 0d2.特性方程R SQn+1功能说明 0 00 11 01 1Q 1 0d不变 置 1 置 0 不定Qn Qn+1 R S0 0 00 1 0 11 0 1 01 1 0 3.激励表根据状态变化要求,找出输入信 号(激励信号)规律Qn R S Qn+10 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 不定 1 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 1 不定特性表4.状态转换图独立状态——有标号的圈表示转移方向——现态次态转移条件——输入条件01R=0 S=1R=0 S=R= S=0 R=1 S=0Qn Qn+1 R S0 0 00 1 0 11 0 1 01 1 0 三 要 素注意：S=R=1没有标出， 因为这种情况下次态不定R SQ(n+1)功能说明0 0 0 1 1 0 1 1Q 1 0 d不变 置 1 置 0 不定01R=0 S=1 R=0 S=R= S=0 R=1 S=0使输出全为1CPRSQSetReset不变5 波形图（1）为了适应单端输入信号的场合,有时把同步RS触发器作成 S=D、R=D的形式，称为D触发器。
Qn+1 =D4.2.2 D触发器满足 R•S=0Qn+1 =S + RQn=D＋DQn=DD触发器克服了S=R=1时状态不定的功能不完善状况功能表波形图CPDQD触发器激励表D触发器状态图4.2.3 同步JK触发器CP=1期间有效将S=JQn、R=KQn代入同步RS触发器的特性方程，得 同步JK触发器的特性方程：特性表JK=00时不变JK=01时置0JK=10时置1JK=11时翻转状 态 图波 形 图在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输 入信号J、K情况的不同，具有置0、置1、保持和 翻转功能的电路，都称为JK触发器4.3.1 同步式触发器的触发方式以D触发器为例 1）CP为低电平时，G3和G4被封锁 ，此时不论控制输入信号D是0还 是1，均不能改变原先状态 2）时钟脉冲CP到来时，若D=1， 则Q=1；若D=0，则Q=0 综上所述，同步式触发器在CP高电 平期间接收控制信号，并改变状 态，这种触发方式为CP高电平触 发方式，简称电平触发2. 同步式时钟触发器的问题—空翻cp=1期间,若输入信号多次发生变化，则触发器状 态将多次翻转，从而降低了电路的抗干扰能力如果在 一个时钟周期内触发器状态发生了两次或者两次以上的 翻转,就叫做空翻。
对于触发器来说,空翻意味着失控CPDQ①维持阻塞边沿触发器 ；②利用各门电路传输延迟时间的不同构成边沿触发器 ；③利用CMOS传输门的边沿触发器；④利用二极管进行配置的边沿触发器等4.3.2 边沿触发器主要有：边沿触发器即利用cp边沿触发的触发器，也就是触发器的次态仅取决于cp信号的上升沿 (↑)或下降沿 (↓)到达 时刻输入信号的状态维持阻塞D触发器维持阻塞利用电路内的维持阻塞线产生“维持阻塞”作 用来克服空翻它的触发方式一般为上升沿触发，即仅在 时钟脉冲上升沿接收控制输入信号并改变状态1、电路结构6与非门组成对称形式，其中G1和G2构成基本触发器，G3 -G6构成导引电路维0线CP&&&&&&阻0线阻1线维1线G2G3G5G4G6G1D 2、工作原理① CP=0期间,G3=G4=1 G3=G4=1反馈到G5，G6的输入，G5＝1、G6＝0100110& G1& G2Dcp& G3&G4& G5& G6维 1 线阻0线维 0 线阻1线001设原态Q=0，并设D=11100110001② CP正沿到达时G3G4开启，使 G3=0，G4=1→Q翻转为1→1→11& G1& G2Dcp& G3&G4& G5& G6维 1 线阻0线维 0 线阻1线10设原态Q=0，并设D=1① CP=0期间,G3=G4=1 G3=G4=1反馈到G5，G6的输入，G5＝1、G6＝0111110011& G1& G2Dcp& G3&G4& G5& G6维 1 线阻0线维 0 线阻1线10③ CP正沿过后，G3=0将G4、G5封锁,使G5=1，维持G3=0。
因此以后CP=1期间D的变化不影响输出010设原态Q=0，并设D=1① CP=0期间,G3=G4=1 G3=G4=1反馈到G5，G6的输入，G5＝1、G6＝0② CP正沿到达时G3G4开启，使 G3=0，G4=1→Q翻转为11D＝0时的翻转工作原理，请大家自己分析 工作原理小结:(1)cp=0，3、4门被封锁，触发器维持原状态不变(2)cp 时刻，触发翻转，状态由D决定，Qn+1=D3)翻转后，在cp＝1期间，靠4条反馈线（维持、阻塞线）维持新状态，无空翻说明:2. 边沿触发抗干扰能力强，且不存在空翻，应用较广泛 1.在应用触发器时，要特别注意触发形式，否则很容易造成整个数字系统工作不正常边沿D触发器功能表上升沿触发3、功能描述 (1)特征表和特征方程特征表：特征方程:Q n+1=D(2)激励表(3)状态转换图Qn D Qn+1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1Qn Qn+1 D 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 101D=1D=1D=0 D=0(4)波形图4.3.3 主从JK触发器主从JK触发器具有“主从结构”，以“双拍工作”。
由“主触发 器”、“从触发器”和“非门”组成一个总触发器双拍工作：cp=1期间主触发器接收输入信 号，被置成相应状态；从触发器 被封锁，保持原状态不变在cp 时刻，主触发器被封 锁，保持原状态不变；从触发器 翻转成主触发器状态G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPSRQ主Q主 1KJ画出例4.3波形图4.3.6 触发器的逻辑符号触 发 器 类 型由与非门构 成的基本SR 触发器由或非门构 成的基本SR 触发器同步式时钟 触发器（以 SR功能触发 器为例）维持阻塞触 发器和上升 沿触发的边 沿触发器（ 以D功能触 发器为例）边沿触发器 及下降沿触 发的维持阻 塞触发器（ 以JK功能触 发器为例）主从触发器 （以JK功能 触发器为例 ）惯 用 符 号新 标 准 符 号CP端若加“^”，表示边沿触发CP端若不加“^”，表示电平触发CP端加了“^”且加“○”，表示下降沿触发CP端不加“^”且不加“○”，表示高电 平时主触发器接受控制输入信号输出端加“﹁”表示CP由高变低时，从 触发器向主触发器看齐11100100SR×10×010010×××1001××功能SR×11××00×0110×11×各种功能触发器的比较触发器的分类触发器基本触发器 （无时钟脉冲 ）时钟触发器 （有时钟脉冲 ）与非门构成——输入负脉冲 或非门构成——输入正脉冲维持阻塞同步式边沿主从——高电平触发方式——一般是上升沿触发——一般是下降沿触发——主从触发方式。