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1、第五章第五章 触发器触发器主要内容主要内容1.1.触发器的电路结构与工作原理触发器的电路结构与工作原理2.2.触发器的逻辑功能触发器的逻辑功能数字电路数字电路 ：组合逻辑电路组合逻辑电路 时序逻辑电路时序逻辑电路 & 1 1&A AB B B BC CF F电路结构：电路结构：只有输入到输出的通路，没有从输出到输入的回路。只有输入到输出的通路，没有从输出到输入的回路。逻辑功能：逻辑功能：任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入信号，任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入信号， 与电路原来的状态无关，输入变化输出立即响应。与电路原来的状态无关，输入变化输出立即响应。 没有记忆功能。没有记忆功能。 组合
2、逻辑电路特点组合逻辑电路特点组合逻辑电路特点组合逻辑电路特点存储电路：存储电路：输入输入 输出输出 CPCP下降沿到达输出发生变化下降沿到达输出发生变化组合电路：组合电路：输入输入 输出输出简单时序电路简单时序电路T T触发器触发器触发器触发器引言引言引言引言 构成时序逻辑电路的基本单元是构成时序逻辑电路的基本单元是构成时序逻辑电路的基本单元是构成时序逻辑电路的基本单元是触发器触发器触发器触发器。 触发器是能够存储触发器是能够存储触发器是能够存储触发器是能够存储1 1位二进制码的逻辑电路，它有两个位二进制码的逻辑电路，它有两个位二进制码的逻辑电路，它有两个位二进制码的逻辑电路，它有两个互补输出
3、端，其输出状态不仅与输入有关，而且还与原先的互补输出端，其输出状态不仅与输入有关，而且还与原先的互补输出端，其输出状态不仅与输入有关，而且还与原先的互补输出端，其输出状态不仅与输入有关，而且还与原先的输出状态有关。输出状态有关。输出状态有关。输出状态有关。 触发器具有不同的逻辑功能，在电路结构和触发方式方触发器具有不同的逻辑功能，在电路结构和触发方式方触发器具有不同的逻辑功能，在电路结构和触发方式方触发器具有不同的逻辑功能，在电路结构和触发方式方面也有不同的种类。面也有不同的种类。面也有不同的种类。面也有不同的种类。 在分析触发器的功能时，一般可用功能表、特性方程和在分析触发器的功能时，一般可
4、用功能表、特性方程和在分析触发器的功能时，一般可用功能表、特性方程和在分析触发器的功能时，一般可用功能表、特性方程和状态图来描述其逻辑功能。状态图来描述其逻辑功能。状态图来描述其逻辑功能。状态图来描述其逻辑功能。5.1 触发器的电路结构与工作原理触发器的电路结构与工作原理触发器的电路结构分为：触发器的电路结构分为：触发器的电路结构分为：触发器的电路结构分为： 基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器 同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器 主从触发器主从触发器主从触发器主从触发器 边沿触发器边沿触发器边沿触发器边沿触发器 有两个互补的输出端。有两个互补的输出端。有两个互补的输
5、出端。有两个互补的输出端。 有两个稳定状态。有两个稳定状态。有两个稳定状态。有两个稳定状态。 当输入信号不发生变化时，触发器状态稳定不变。当输入信号不发生变化时，触发器状态稳定不变。当输入信号不发生变化时，触发器状态稳定不变。当输入信号不发生变化时，触发器状态稳定不变。 在输入信号作用下，触发器可以从一个稳定状态转移在输入信号作用下，触发器可以从一个稳定状态转移在输入信号作用下，触发器可以从一个稳定状态转移在输入信号作用下，触发器可以从一个稳定状态转移到另一个稳定状态。到另一个稳定状态。到另一个稳定状态。到另一个稳定状态。 输入信号作用之前的状态称为输入信号作用之前的状态称为输入信号作用之前的
6、状态称为输入信号作用之前的状态称为现态现态现态现态； 输入信号作用之后的状态称为输入信号作用之后的状态称为输入信号作用之后的状态称为输入信号作用之后的状态称为次态次态次态次态。触发器的基本特点：触发器的基本特点：触发器的基本特点：触发器的基本特点： 5.1.1 5.1.1 基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器（1 1）电路结构）电路结构）电路结构）电路结构两与非门组成的基本两与非门组成的基本两与非门组成的基本两与非门组成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器(a)(a)逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图(b)(b)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号1. 1. 用与非门构成的基本用与非门构成的基
7、本用与非门构成的基本用与非门构成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理R RS S功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0d d不定不定不定不定0 01 10 0置置置置0 01 10 01 1置置置置1 11 11 1QQ不变不变不变不变基本基本基本基本RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表1. 1. 用与非门构成的基本用与非门构成的基本用与非门构成的基本用与非门构成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器R RS S功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0d d不定不定不定不定0 01 10 0置置置置0 01
8、 10 01 1置置置置1 11 11 1QQ不变不变不变不变基本基本基本基本RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表基本基本基本基本RSRS触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表R RS S0 00 00 00 00 01 1d dd d0 00 01 11 10 01 10 00 01 11 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 10 01 10 01 1基本基本基本基本RSRS触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程1. 1. 用与非门构成的基本用与非门构成的基本用与非门构成的基本用与非门构成的基本R
9、SRS触发器触发器触发器触发器两或非门组成的基本两或非门组成的基本两或非门组成的基本两或非门组成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器(a)(a)逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图(b)(b)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号2. 2. 用或非门构成的基本用或非门构成的基本用或非门构成的基本用或非门构成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器（1 1）电路结构）电路结构）电路结构）电路结构（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理基本基本基本基本RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表S SR R功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 10 0
10、置置置置0 01 10 01 1置置置置1 11 11 1d d不定不定不定不定2. 2. 用或非门构成的基本用或非门构成的基本用或非门构成的基本用或非门构成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器基本基本基本基本RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表S SR R功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 10 0置置置置0 01 10 01 1置置置置1 11 11 1d d不定不定不定不定基本基本基本基本RSRS触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表S SR R0 00 00 00 00 01 10 01 10 00
11、01 11 10 01 10 00 01 11 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 10 01 1d dd d2. 2. 用或非门构成的基本用或非门构成的基本用或非门构成的基本用或非门构成的基本RSRS触发器触发器触发器触发器基本基本基本基本RSRS触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程5.1.2 5.1.2 同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器 前面介绍的前面介绍的前面介绍的前面介绍的RSRS触发器的触发翻转过程直接由输触发器的触发翻转过程直接由输触发器的触发翻转过程直接由输触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制，而实际上，常常要
12、求系统中的各触发入信号控制，而实际上，常常要求系统中的各触发入信号控制，而实际上，常常要求系统中的各触发入信号控制，而实际上，常常要求系统中的各触发器在规定的时刻按各自输入信号所决定的状态同步器在规定的时刻按各自输入信号所决定的状态同步器在规定的时刻按各自输入信号所决定的状态同步器在规定的时刻按各自输入信号所决定的状态同步触发翻转，这个时刻可由外加触发翻转，这个时刻可由外加触发翻转，这个时刻可由外加触发翻转，这个时刻可由外加时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲CPCP来决定。来决定。来决定。来决定。同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器(a)(a)电路结构电路结构电路结构电路结构(b)(
13、b)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号（1 1）电路结构）电路结构）电路结构）电路结构（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理同步同步同步同步RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表R RS S功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 11 1置置置置1 11 10 00 0置置置置0 01 11 1d d不定不定不定不定0 00 0d d0 01 10 01 10 01 11 11 1QQ基本基本基本基本RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表同步同步同步同步RSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能
14、表触发器的功能表R RS S功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 11 1置置置置1 11 10 00 0置置置置0 01 11 1d d不定不定不定不定同步同步同步同步RSRS触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表CPCPR RS S0 0 1 11 10 00 00 00 00 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 10 00 00 01 10 00 01 11 11 11 11 11 10 01 1d dd d同步同步同步同步RSRS触发器：触发器：触发器：触发器：CP=
15、0CP=0时，状态不变；时，状态不变；时，状态不变；时，状态不变；CP=1CP=1时，状态改变。时，状态改变。时，状态改变。时，状态改变。时钟控制时钟控制时钟控制时钟控制RSRS触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程5.1.3 5.1.3 主从触发器主从触发器主从触发器主从触发器 为了提高触发器的工作可靠性，希望它的状态为了提高触发器的工作可靠性，希望它的状态为了提高触发器的工作可靠性，希望它的状态为了提高触发器的工作可靠性，希望它的状态在每次在每次在每次在每次CPCP作用期间里只能变化一次。为此，在同步作用期间里只能变化一次。为此，在同步作用期间里只能变化一次。为此
16、，在同步作用期间里只能变化一次。为此，在同步RSRS触发器的基础上又设计了主从结构触发器（简称触发器的基础上又设计了主从结构触发器（简称触发器的基础上又设计了主从结构触发器（简称触发器的基础上又设计了主从结构触发器（简称主从主从主从主从RSRS触发器）。触发器）。触发器）。触发器）。同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器R RS S0 00 0QQ0 01 11 11 10 00 01 11 1d dCP=0CP=0时，状态不变；时，状态不变；时，状态不变；时，状态不变；CP=1CP=1时，状态改变。时，状态改变。时，状态改变。时，状态改变。同步同步同步同步RSRS触发器的功能表触发
17、器的功能表触发器的功能表触发器的功能表由两个同步由两个同步由两个同步由两个同步RSRS触发器组成的主从触发器逻辑图触发器组成的主从触发器逻辑图触发器组成的主从触发器逻辑图触发器组成的主从触发器逻辑图同步同步同步同步RSRS触发器：触发器：触发器：触发器：CP=0CP=0时，状态不变；时，状态不变；时，状态不变；时，状态不变；CP=1CP=1时，状态改变。时，状态改变。时，状态改变。时，状态改变。R RS S0 00 0QQ0 01 11 11 10 00 01 11 1d d同步同步同步同步RSRS触发器触发器触发器触发器主从触发器的状态表主从触发器的状态表主从触发器的状态表主从触发器的状态表
18、CPCPS SR R0 0 0 00 00 00 00 01 10 01 10 00 01 11 10 01 10 00 01 11 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 10 01 1d dd d由两个同步由两个同步由两个同步由两个同步RSRS触发器组成的主从触发器逻辑符号触发器组成的主从触发器逻辑符号触发器组成的主从触发器逻辑符号触发器组成的主从触发器逻辑符号5.1.4 5.1.4 边沿触发器边沿触发器边沿触发器边沿触发器边沿边沿边沿边沿D D触发器的逻辑图触发器的逻辑图触发器的逻辑图触发器的逻辑图1. 1. 维持维持维持维持- -阻塞边沿触发器阻塞边沿触发器阻塞边沿
19、触发器阻塞边沿触发器R RS S0 00 0d d0 01 10 01 10 01 11 11 1QQ基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器维持维持维持维持- -阻塞边沿触发器的阻塞边沿触发器的阻塞边沿触发器的阻塞边沿触发器的状态表状态表状态表状态表CPCPD D 0 00 00 01 10 00 01 11 10 01 11 11 15.2 触发器的功能触发器的功能5.2.1 RS5.2.1 RS触发器触发器触发器触发器 ( (时钟控制时钟控制时钟控制时钟控制RSRS触发器触发器触发器触发器= =同步同步同步同步RSRS触发器触发器触
20、发器触发器) )RSRS触发器触发器触发器触发器(a)(a)电路结构电路结构电路结构电路结构(b)(b)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号1. 1. 功能分析功能分析功能分析功能分析RSRSRSRS触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表R RS S功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 11 1置置置置1 11 10 00 0置置置置0 01 11 1d d不定不定不定不定时钟控制时钟控制时钟控制时钟控制RSRS触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程RSRS触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表CPC
21、PR RS S0 0 1 11 10 00 00 00 00 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 10 00 00 01 10 00 01 11 11 11 11 11 10 01 1d dd dRSRS触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图RSRS触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表CPCPR RS S0 0 1 11 10 00 00 00 00 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 10 00 00 01
22、10 00 01 11 11 11 11 11 10 01 1d dd d2. 2.集成集成集成集成RSRS触发器触发器触发器触发器TTLTTL集成主从集成主从集成主从集成主从RSRS触发器触发器触发器触发器74LS7174LS71(a)(a)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号(b)(b)引脚分布图引脚分布图引脚分布图引脚分布图5.2.2 JK5.2.2 JK触发器触发器触发器触发器1. 1. 功能分析功能分析功能分析功能分析JKJK触发器的逻辑电路触发器的逻辑电路触发器的逻辑电路触发器的逻辑电路R RS S0 00 0d d0 01 10 01 10 01 11 11 1QQ基本基本基本基本R
23、SRS触发器触发器触发器触发器JKJKJKJK触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表J JKK功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 10 0置置置置0 01 10 01 1置置置置1 11 11 1翻转翻转翻转翻转JKJKJKJK触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表J JKK功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0QQ不变不变不变不变0 01 10 0置置置置0 01 10 01 1置置置置1 11 11 1翻转翻转翻转翻转JKJKJKJK触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表CPCPJ JKK0
24、0 1 11 10 00 00 00 00 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01 10 00 01 11 11 11 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 10 0JKJK触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程JKJK触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图JKJKJKJK触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表CPCPJ JKK0 0 1 11 10 00 00 00 00 01 10 01 11 11 10 00 01 11 10 01
25、10 00 01 11 11 11 10 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 11 10 02. 2. 集成集成集成集成JKJK触发器触发器触发器触发器JKJK触发器触发器触发器触发器HC76HC76(a)(a)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号(b)(b)引脚分布引脚分布引脚分布引脚分布5.2.3 T5.2.3 T触发器触发器触发器触发器R RS S0 00 0d d0 01 10 01 10 01 11 11 1QQ基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器T T功能功能功能功能描述描述描述描述0 0QQ不变不变不变不变1 1翻转翻转翻转翻转T
26、 T触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表T T0 00 00 00 01 11 11 10 01 11 11 10 0T T触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表T T功能功能功能功能描述描述描述描述0 0QQ不变不变不变不变1 1翻转翻转翻转翻转T T触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表T T触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程T T触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图T T0 00 00 00 01 11 11 10 01 11 11 10 0T T触发器的状态表触发器
27、的状态表触发器的状态表触发器的状态表5.2.4 D5.2.4 D触发器触发器触发器触发器1. 1. 功能分析功能分析功能分析功能分析R RS S0 00 0d d0 01 10 01 10 01 11 11 1QQ基本基本基本基本RSRS触发器触发器触发器触发器D D功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0置置置置0 01 11 1置置置置1 1D D触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表D D功能功能功能功能描述描述描述描述0 00 0置置置置0 01 11 1置置置置1 1D D触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表触发器的功能表D D触发器的状态表触发器的状态表
28、触发器的状态表触发器的状态表CPCPD D0 0 1 10 0 0 01 11 1 1 1D D触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程触发器的特征方程D D触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图触发器的状态转换图D D触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表触发器的状态表CPCPD D0 0 0 0 0 01 1 1 12. 2. 集成集成集成集成D D触发器触发器触发器触发器D D触发器触发器触发器触发器74HC7474HC74的逻辑符号和引脚分布的逻辑符号和引脚分布的逻辑符号和引脚分布的逻辑符号和引脚分布(a)(a)逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号(b)(b)引
29、脚分布引脚分布引脚分布引脚分布5.3 触发器的脉冲工作特性及主要参数触发器的脉冲工作特性及主要参数5.3.1 5.3.1 集成触发器的脉冲工作特性集成触发器的脉冲工作特性集成触发器的脉冲工作特性集成触发器的脉冲工作特性1. JK1. JK主从触发器的脉冲工作特性主从触发器的脉冲工作特性主从触发器的脉冲工作特性主从触发器的脉冲工作特性JKJK主从触发器对主从触发器对主从触发器对主从触发器对CPCP和和和和J J、KK信号的要求及触发器翻转时间示意图信号的要求及触发器翻转时间示意图信号的要求及触发器翻转时间示意图信号的要求及触发器翻转时间示意图2. JK2. JK负边沿触发器的脉冲工作特性负边沿触
30、发器的脉冲工作特性负边沿触发器的脉冲工作特性负边沿触发器的脉冲工作特性D D型正边沿维持型正边沿维持型正边沿维持型正边沿维持- -阻塞触发器对输入信号及触发脉冲的要求示意图阻塞触发器对输入信号及触发脉冲的要求示意图阻塞触发器对输入信号及触发脉冲的要求示意图阻塞触发器对输入信号及触发脉冲的要求示意图5.3.2 5.3.2 集成触发器的主要参数集成触发器的主要参数集成触发器的主要参数集成触发器的主要参数1 1、直流参数、直流参数、直流参数、直流参数（1 1）电源电流）电源电流）电源电流）电源电流（2 2）低电平输入电流（即输入短路电流）低电平输入电流（即输入短路电流）低电平输入电流（即输入短路电流
31、）低电平输入电流（即输入短路电流）（3 3）高电平输入电流）高电平输入电流）高电平输入电流）高电平输入电流（4 4）输出高电平）输出高电平）输出高电平）输出高电平 和输出低电平和输出低电平和输出低电平和输出低电平2 2、开关参数、开关参数、开关参数、开关参数（1 1）最高时钟频率）最高时钟频率）最高时钟频率）最高时钟频率（2 2）对时钟信号的延迟时间（）对时钟信号的延迟时间（）对时钟信号的延迟时间（）对时钟信号的延迟时间（ 和和和和 ）（3 3）对直接置）对直接置）对直接置）对直接置0 0（ ）或置）或置）或置）或置1 1（ ）端的延迟时间）端的延迟时间）端的延迟时间）端的延迟时间 （ 、 或或或或 、 ）
