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1、第四章第四章触触发器器4.14.1概述概述概述概述 4.24.2触触触触发发器的器的器的器的电电路构造与路构造与路构造与路构造与动动作特点作特点作特点作特点4.34.3触触触触发发器的器的器的器的逻辑逻辑功能及其描画方法功能及其描画方法功能及其描画方法功能及其描画方法触触发器：器：时序序逻辑电路的根本路的根本单元，元，可以存可以存储一位二一位二进制信号，具有制信号，具有记忆功能。功能。触触发器特点：器特点： 1. 1. 有两个能自行有两个能自行坚持的形状持的形状 2. 2. 根据根据输入信号可以置成入信号可以置成0 0或或1 1触触发器分器分类： 1. 1. 按按电路构造根本，同步，路构造根本
2、，同步，主从，主从，边沿沿 2. 2. 按按逻辑功能功能RS, JK, D, TRS, JK, D, T 4.1 概述概述 根根本本RSRS触触发器器是是触触发器器中中电路路构构造造最最简单的的一一种种，它它也也是是其其他他触触发器器的的根根本本组成部分，是最根本的成部分，是最根本的逻辑单元。元。 根根本本RSRS触触发器器可可以以用用两两个个或或非非门或或两个与非两个与非门交叉耦合构成。交叉耦合构成。4.2.1 根本根本RS触触发器器4.2 触发器的电路构造与触发器的电路构造与 动作特点动作特点1. 用或非门构成的根本用或非门构成的根本RS触发器触发器1)1)电路组成与任务原理电路组成与任务
3、原理两个或非两个或非门或两个与非或两个与非门交叉耦合构成。交叉耦合构成。触发器处于触发器处于1形状形状触发器处于触发器处于0形状形状RD为置零置零输入端；入端；SD为置置1输入端入端信号信号输入入端，高端，高电平有效。平有效。2)2)功能表功能表据上据上电路路组成可列出真成可列出真值表表Qn+1RD SD功能功能Qn功能表功能表01置置1 1110110置置0 0000111010*0*不定不定00坚持坚持0101初初态Qn：触：触发器接器接纳输入信号之前的形状。入信号之前的形状。次次态Qn+1 ：触：触发器器接接纳输入信号之后新入信号之后新的的稳定形状定形状次次态Qn+1的卡的卡诺图特征方程
4、特征方程触触发器的特征方程就是触器的特征方程就是触发器次器次态Qn+1Qn+1与与输入及入及现态QnQn之之间的的逻辑关系式关系式3)特征方程特征方程描画触描画触发器的形状器的形状转换关系及关系及转换条件的条件的图形称形称为形状形状图010/0/01/10/4)4)形状转换图和鼓励表形状转换图和鼓励表RD SD/QnQn+1 00011011001100 RS RS触触发器鼓励表器鼓励表 Qn+1RD SD功能功能Qn功能表功能表01置置1 1110110置置0 0000111010*0*不定不定00坚持坚持0101波形波形图反映触反映触发器器输入信号取入信号取值和形状之和形状之间对应关系的关
5、系的图形称形称为波形波形图置置1置置0置置1置置1置置1坚持持不允不允许5)任务波形任务波形2. 用与非用与非门构成的根本构成的根本RS触触发器器Qn+1001001111*01Qn功能简表功能简表特性方程特性方程根本根本RS触触发器的特点器的特点1触触发器器的的次次态不不仅与与输入入信信号号形形状状有有关关，而而且且与与触触发器的初器的初态有关。有关。2电路路具具有有两两个个稳定定形形状状，在在无无外外来来触触发信信号号作作用用时，电路将路将坚持原形状不持原形状不变。3在在外外加加触触发信信号号有有效效时，电路路可可以以触触发翻翻转，实现置置0或置或置1。4有有约束条件。束条件。4.2.2
6、同步触同步触发器器根本根本RSRS触触发器：只需有置零或置位信号就可以直接复位或器：只需有置零或置位信号就可以直接复位或置位。置位。同步触同步触发器：触器：触发器的器的动作只需在同步信号到达作只需在同步信号到达时才按才按照照输入信号改入信号改动形状形状时钟脉冲：脉冲：简称称时钟，用，用CP表示，就是同步触表示，就是同步触发器中器中的同步信号的同步信号1 1、同步、同步RSRS触触发器的器的组成和任成和任务原理原理CP0时，时，RD=SD=1，触发器坚持原来形状不变。，触发器坚持原来形状不变。CP1时，任，任务情况与根本情况与根本RS触触发器一器一样。0 XX000 XX111 00001 00
7、111 10011 10111 01001 01101 1101*1 1111*功能表功能表Qn+1001001111*01Qn功能简表功能简表主主要要特特点点波波形形图1时钟电平平控控制制。在在CP1期期间接接纳输入入信信号号，CP0时形形状状坚持持不不变，与与根根本本RS触触发器器相相比比，对触触发器形状的器形状的转变添加了添加了时间控制。控制。2R、S之之间有有约束束。不不能能允允许出出现R和和S同同时为1的情况，否那么会使触的情况，否那么会使触发器器处于不确定的形状。于不确定的形状。不不变不不变不不变不不变不不变不不变置置1置置0置置1置置0坚持持2 2、带有异步置位、复位端的同步有异
8、步置位、复位端的同步RSRS触触发器器(a)逻辑电路 (b)逻辑符号异步置位端，低电平有效异步复位端，低电平有效触发器在时钟信号控制下正常任务时 和 应处于什么形状？由由于于在在CP=1期期间，G3、G4门都都是是开开着着的的，都都能能接接纳R、S信信号号，所所以以，假假设在在CP=1期期间R、S发生多次生多次变化，那么触化，那么触发器的形状也能器的形状也能够发生多次翻生多次翻转。在在一一个个时钟脉脉冲冲周周期期中中，触触发器器发生生多多次次翻翻转的的景景象象叫叫做做空空翻翻。降降低低了了电路路抗抗干干扰信号的才干。信号的才干。 有 效翻转 空翻3 3、同步、同步RSRS触触发器的空翻器的空翻
9、4. 2. 3 主从触主从触发器器一、主从一、主从RSRS触触发器器任任务原理原理1 10 00 XX000 XX111 00001 00111 10011 10111 01001 01101 1101*1 1111*0 01 1CP下降沿到来时有效下降沿到来时有效特性特性方程方程0 XX000 XX111 00001 00111 10011 10111 01001 01101 1101*1 1111*CP S R Qn+1 0 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 不定逻辑符号符号电路特点路特点主从RS触发器采用主从控制构造，从根本上处理了翻转景象。但其依然存在着约束问题，即在CP1期间，输
10、入信号R和S不能同时为1。二、主从二、主从JKJK触触发器器CP S R Qn+1 0 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 不定二、主从二、主从JKJK触触发器器代入主从RS触发器的特性方程，即可得到主从JK触发器的特性方程：将主从JK触发器没有约束。功功能能表表时序序图形形状状图CP J K Qn+1 0 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 电路特点路特点逻辑符号符号主从JK触发器采用主从控制构造，处理了翻转。输入信号J、K之间没有约束。存在一次变化问题。例：CP J K Qn+1 0 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 例:知主从JK触发器中，CP、J、K的电压波形，Q0，CP J
11、K Qn+1 0 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 带清零端和清零端和预置端的主从置端的主从JK触触发器器RD=0，直接置001111001SD=0，直接置110001111带清零端和清零端和预置端的主从置端的主从JK触触发器的器的逻辑符号符号与与输入主从入主从JK触触发器的器的逻辑符号符号主从JK触发器功能完善，并且输入信号J、K之间没有约束。但主从JK触发器还存在着一次变化问题，即主从JK触发器中的主触发器，在CP1期间其形状能且只能变化一次，这种变化可以是J、K变化引起，也可以是干扰脉冲引起，因此其抗干扰才干尚需进一步提高。4. 2. 4 边沿触沿触发器器1 1、维持阻塞型持阻塞型边
12、沿沿D D触触发器器边沿型触沿型触发器的特点是，器的特点是，输出形状出形状发生生变化化的的时辰只能在辰只能在CPCP信号的有效信号的有效边沿。沿。输出形状出形状Qn+1Qn+1的的值仅仅取决于取决于QnQn及及CPCP信号有信号有效沿效沿时辰的辰的输入信号。入信号。具具备这种特点的触种特点的触发器就叫做器就叫做边沿型触沿型触发器。器。 图维持阻塞构造的持阻塞构造的D触触发器器(a)逻辑电路路(b)逻辑符号符号线称称为置置1 1维持持线，线称称为置置0 0阻塞阻塞线；线的作用是的作用是维持触持触发器器0 0形状不形状不变，称，称为置置0 0维持持线，是置是置1 1阻塞阻塞线。 上升沿有效上升沿有
13、效D触发器的形状转换图触发器的形状转换图CPDQ n+1Q nQ n0011边沿边沿D触发器功能表触发器功能表Qn+1 =D 具有异步置位、复位端和多输入具有异步置位、复位端和多输入端的维持阻塞端的维持阻塞D触发器触发器边沿沿JK触触发器器的的逻辑符号符号边沿沿JK触触发器的特点器的特点边沿触发，无一次变化问题。功能齐全，运用方便灵敏。抗干扰才干极强，任务速度很高。4.3 触触发器的器的逻辑功能及其描画方法功能及其描画方法一、 RS触发器特征方程4.3.1 触发器的功能二、JK触发器特征方程功能表三、D触发器功能表特征方程凡在时钟信号作用下逻辑功能符合功能表所规定的逻辑功能的触发器，叫做T触发
14、器功能表四、 T触发器特征方程4.3.2 不同不同类型触型触发器之器之间的的转换转换转换步步步步骤骤：1 1写写写写出出出出已已已已有有有有触触触触发发器器器器和和和和待待待待求求求求触触触触发发器器器器的的的的特特特特性性性性方方方方程。程。程。程。2 2变变换换待待待待求求求求触触触触发发器器器器的的的的特特特特性性性性方方方方程程程程，使使使使之之之之方方方方式式式式与已有触与已有触与已有触与已有触发发器的特性方程一致。器的特性方程一致。器的特性方程一致。器的特性方程一致。3 3比比比比较较已已已已有有有有和和和和待待待待求求求求触触触触发发器器器器的的的的特特特特性性性性方方方方程程程
15、程，根根根根据两个方程相等的原那么求出据两个方程相等的原那么求出据两个方程相等的原那么求出据两个方程相等的原那么求出转换逻辑转换逻辑。4 4根据根据根据根据转换逻辑转换逻辑画出画出画出画出逻辑电逻辑电路路路路图图。转换转换方法：方法：方法：方法：利用已有触利用已有触利用已有触利用已有触发发器和待求触器和待求触器和待求触器和待求触发发器的特性方程器的特性方程器的特性方程器的特性方程相等的原那么，求出相等的原那么，求出相等的原那么，求出相等的原那么，求出转换逻辑转换逻辑。1 1、将、将JKJK触触发器器转换为RSRS、D D、T T和和T T触触发器器JK触触发器器RS触触发器器RS触发器特性方程
16、比较，得：电路路图JK触触发器器D触触发器器写出D触发器的特性方程，并进展变换，使之方式与JK触发器的特性方程一致：与JK触发器的特性方程比较，得：电路路图JK触触发器器T触触发器器在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号T取值的不同，具有坚持和翻转功能的电路，即当T0时能坚持形状不变，T1时一定翻转的电路，都称为T触发器。特性表特性表逻辑符号符号T触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路路图形形状状图时序序图JK触触发器器T触触发器器在数字电路中，凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，都称为T触发器。特性表特性表T 触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路路图
17、变换T触发器的特性方程：形形状状图时序序图2 2、将、将D D触触发器器转换为JKJK、T T和和T T触触发器器D触触发器器JK触触发器器D触触发器器T触触发器器D触触发器器T触触发器器小结：触发器是数字电路的极其重要的根本单元。触发器有两个稳定形状，在外界信号作用下，可以从一个稳态转变为另一个稳态；无外界信号作用时形状坚持不变。因此，触发器可以作为二进制存储单元运用。触发器的逻辑功能可以用真值表、卡诺图、特性方程、形状图和波形图等5种方式来描画。触发器的特性方程是表示其逻辑功能的重要逻辑函数，在分析和设计时序电路时常用来作为判别电路形状转换的根据。各种不同逻辑功能的触发器的特性方程为：RS触发器：Qn+1=S+RQn，其约束条件为：RS0JK触发器： Qn+1=JQn+KQnD触发器： Qn+1=DT触发器： Qn+1=TQn+TQnT触发器： Qn+1=Qn同一种功能的触发器，可以用不同的电路构造方式来实现；反过来，同一种电路构造方式，可以构成具有不同功能的各种类型触发器。低电平有效根本RS触发器高电平有效根本RS触发器同步钟控RS触发器上升沿触发D触发器，低电平有效置1置0上升沿触发D触发器，高电平有效置1置0下降沿触发JK触发器，低电平有效置1置0主从型JK触发器，低电平有效置1置0主从型T触发器，低电平有效置1置0上升沿触发使能D触发器，高电平有效置1置0
