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1、第四章第四章 触发器触发器4.1 基本触发器基本触发器4.2 同步触发器同步触发器第第4章目录章目录4.6 触发器的逻辑功能表示方法及转换触发器的逻辑功能表示方法及转换4.3 主从触发器主从触发器4.4 边沿触发器边沿触发器4.5 时钟触发器的功能分类和转换时钟触发器的功能分类和转换2021/6/41触发器具有什么功能触发器具有什么功能 ? 形象地说，形象地说， 它具有它具有“一触即发一触即发”的功能。在的功能。在输入信号的作用下，它能够从一种状态输入信号的作用下，它能够从一种状态 ( 0 或或 1 )转变成另一种状态转变成另一种状态 ( 1 或或 0 )。触发器具有什么特点触发器具有什么特点
2、 ? 触发器的输出状态不仅和当时的输入有关，触发器的输出状态不仅和当时的输入有关，还与它的历史状态有关。还与它的历史状态有关。触发器具有记忆功能触发器具有记忆功能! 和门电路一样，触发器也是构成各种复杂数字系和门电路一样，触发器也是构成各种复杂数字系统的基本逻辑单元。统的基本逻辑单元。触发器的基本逻辑功能是可以保触发器的基本逻辑功能是可以保触发器的基本逻辑功能是可以保触发器的基本逻辑功能是可以保存存存存1 1 1 1位二进制信息。位二进制信息。位二进制信息。位二进制信息。概述概述2021/6/42组组合合逻逻辑辑电电路路.当时的当时的输入输入.当时的当时的输出输出构成组合逻辑电路构成组合逻辑电
3、路的基本单元是的基本单元是门电路门电路在前面所学习的组合逻辑电路中，在前面所学习的组合逻辑电路中，仅仅决定于仅仅决定于2021/6/43而在而在“时序逻辑电路时序逻辑电路”中，中，时时序序逻逻辑辑电电路路.当时的当时的输入输入.当时的当时的输出输出.过去的过去的输出输出这，这，就要求时序逻辑电路必须就要求时序逻辑电路必须具有记忆功能具有记忆功能 !不仅与不仅与有关有关而且与而且与有关有关我们将要学习的我们将要学习的“触发器触发器”，它就具有记忆功能。它就具有记忆功能。2021/6/44第第4章章4.1 触发器有两个重要特点：触发器有两个重要特点：（1）触发器具有两个能自行保持的稳定的工作状触发
4、器具有两个能自行保持的稳定的工作状 态态00和和11。（2）根据不同的输入信号触发器可以置成）根据不同的输入信号触发器可以置成00状状 态或态或11状态，具有记忆功能。状态，具有记忆功能。触发器的现态和次态触发器的现态和次态: : 触发器接收输入信号之前的状态叫现态触发器接收输入信号之前的状态叫现态: :Q Qn n 触发器接收输入信号之后的状态叫次态触发器接收输入信号之后的状态叫次态: :Q Qn+1n+12021/6/45第第4章章 4.1 功能分类：功能分类： RS型触发器型触发器 JK型触发器型触发器 D型触发器型触发器 T型触发器型触发器 T 型触发器型触发器结构分类：结构分类： 基
5、本型（基本型（RS)RS) 同步型（同步型（RS)RS) 主从型主从型 (RS (RS、JK)JK) 边沿型边沿型 ( (维持阻塞、利用传输门、维持阻塞、利用传输门、 利用传输延时）利用传输延时） （RSRS、D D、JK)JK)2021/6/464. 1基本基本 RS 触发器触发器&a&bQ反馈反馈反馈反馈两个输出端两个输出端复位复位输入端输入端置位置位输入端输入端使使Q端端为为 0使使Q端端为为 1正是由于正是由于引入反馈，引入反馈，才使电路具有才使电路具有记忆功能记忆功能 !2021/6/47(1). 设设Q的初始状态为的初始状态为 1(2). 设设Q的初始状态为的初始状态为 00110
6、1 0 1 0 1 00 11. 设设 = 1 ， = 0 结论：当结论：当 1、 0时，不管时，不管Q端端的初始状态是什么，最终必为的初始状态是什么，最终必为 0！QQabQQab11原理演示原理演示2021/6/48(1). 设设Q的初始状态为的初始状态为 0 (2). 设设Q的初始状态为的初始状态为 10111010 1 0 1 0 11 02. 输入输入 = 0 0 ， = 1 1 时时 ： 结论：当结论：当 0、 1时，不管时，不管Q端的初始状态是什么，最终必为端的初始状态是什么，最终必为 1！QQabQQab原理演示原理演示2021/6/49(1).设设Q的初始状态为的初始状态为
7、0 (2).设设Q的初始状态为的初始状态为 1100 1100 1 01QQab3. 输入输入 = 1， = 1 时时 ： 结论：当结论：当 1、 1时，不管时，不管Q的初始状态是什么，最终保持原状态的初始状态是什么，最终保持原状态 !1 0 1 1 1 1QQab原理演示原理演示2021/6/410114. 输入输入 = 0， = 0 时时 ：QQabXX 0 0 不管不管Q的初始状态是什么，当的初始状态是什么，当 0 同时存在时，同时存在时，Q、 全是全是 1。禁用禁用原理演示原理演示2021/6/411S R 0 0 0 1 1 1 Q=1第第4章章4.2S R 0 0 1 1S R 0
8、 0 1 0 1 1 Q=0SD先变先变RD先变先变存在过度过程存在过度过程S S、R R 的的的的0 0状态同时消失后状态同时消失后状态同时消失后状态同时消失后QQ状态不确定状态不确定状态不确定状态不确定2021/6/412假设假设 b 门翻转快门翻转快1 1 011100QQab当当 = = 0 同时同时变为变为 1时时 ，翻转快的，翻转快的门输出变为门输出变为0，另一个门则不翻转。，另一个门则不翻转。02021/6/41301 1 11假设假设 a 门翻转快门翻转快QQab1100当当 = = 0 同时同时变为变为 1时时 ，翻转快的，翻转快的门输出变为门输出变为0，另一个门则不翻转。，
9、另一个门则不翻转。2021/6/41400XX11QQab 当当 = = 0且且同时变为同时变为 1时，翻转时，翻转快的门输出变为快的门输出变为 0，另一个门则不翻转。，另一个门则不翻转。一般并不了解门的翻转速度一般并不了解门的翻转速度 ，故而该电，故而该电路的输出端可能处于路的输出端可能处于不确定状态不确定状态 。通常。通常 “ 禁止禁止 ” 和和 出现出现 这种变化。这种变化。2021/6/4151 1 0 01 1 1 11 0 1 01 0 0 00 1 0 10 1 1 10 0 0 禁用禁用 1*0 0 1 禁用禁用 1*SR QnQn+1特性表特性表保持保持置置00置置110 0
10、 不定，禁止不定，禁止 SRQ简化特性表简化特性表1 0 0 0 1 1 1 1 保持保持 功能表演示功能表演示2021/6/416例：画出基本例：画出基本RS触发器触发器的输出端波形图，假设的输出端波形图，假设Q端的初始状态为端的初始状态为 0 。QQQQab2021/6/417第第4章章4.22.2.动作特点动作特点 由于输入信号直接加在基本由于输入信号直接加在基本RSRS触发器的输出门上，输入触发器的输出门上，输入信号在全部作用时间里都能改变输出端信号在全部作用时间里都能改变输出端 Q Q 和和 Q Q 的状态。的状态。S SD D（低电平有效）或低电平有效）或 S SD D（高（高电平
11、有效）称直接电平有效）称直接置位端置位端；R RD D（低电平有效）或低电平有效）或 R RD D（高（高电平有效）称直接电平有效）称直接复位端复位端。 基本基本基本基本RSRSRSRS触发器亦称之为置位、复位触发器。触发器亦称之为置位、复位触发器。触发器亦称之为置位、复位触发器。触发器亦称之为置位、复位触发器。SDRDQQ输入低电输入低电平有效平有效Q Q的非的非基本基本基本基本RSRS触发器符号触发器符号触发器符号触发器符号: :2021/6/418第第4章章 4.2用或非门构成的基本用或非门构成的基本RSRS触发器触发器输入高电输入高电平有效平有效2021/6/419第第4章章 4.2用
12、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RSRSRSRS触发器触发器触发器触发器1 1 0 01 1 1 11 0 1 01 0 0 00 1 0 10 1 1 10 0 0 禁用禁用 1*0 0 1 禁用禁用 1*SDRDQnQn+1特性表特性表保持保持置置00置置11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RSRSRSRS触发器触发器触发器触发器0 0 0 00 0 1 11 0 1 11 0 0 10 1 0 00 1 1 01 1 0 禁用禁用 0*1 1 1 禁用禁用 0*SDRDQnQn+1特性表特性表保持保持置置11置
13、置002021/6/420第第4章章 4.2状态状态不定不定2021/6/421二、二、 同步同步RSRS触发器触发器 CP时钟脉冲未到，即时钟脉冲未到，即 CP=0时，时，C、D门门 被封锁，无论被封锁，无论S、R 端加什么信号它们端加什么信号它们 输出全是输出全是1，触发器，触发器 保持原来状态不变。保持原来状态不变。同步同步时钟时钟脉冲脉冲触发方式触发方式触发方式触发方式: :电位触发电位触发电位触发电位触发在在CP=1时时,R、S的变化才能引起的变化才能引起触发器翻转触发器翻转 。为正电位触发为正电位触发为正电位触发为正电位触发。第第4章章 4.21.1.电路结构与工作原理电路结构与工
14、作原理&ABQQRD&RSDCDSCP2021/6/422“ 同步同步 ”的含义：由时钟的含义：由时钟CP决定决定R、S能否能否对输出端起控制作用。对输出端起控制作用。0被封锁被封锁被封锁被封锁1 1输出保输出保持原态持原态输出保输出保持原态持原态不管不管R、S取何种组合，输出都保持原态取何种组合，输出都保持原态 !SDRDQQabcdSRCP2021/6/4231被打开被打开被打开被打开SRSDRDQQabcdSRCP只有在只有在 CP1 时，才有下面的功能表时，才有下面的功能表 。2021/6/424(1). 输入输入 S = 0， R = 0 时时 ：保持原状态保持原状态输出端输出端11
15、 1SDRDQQabcdSRCP0 02021/6/4251输出端输出端 Q 被置被置“ 1 ”(2). 输入输入 S = 1， R = 0 时时 ：010 1 1SDRDQQabcdSRCP1 02021/6/426(3). 输入输入 S = 0， R = 1 时时 ：1输出端输出端 Q 被清被清“ 0 ”01011SDRDQQabcdSRCP0 12021/6/42710 01 1(4). 输入输入 S = 1， R = 1 时时 ：SDRDQQabcdSRCP1 1该状态被禁止该状态被禁止2021/6/428逻辑逻辑符号符号 这根红颜色的线还这根红颜色的线还表示一重含义：表示一重含义：
16、即即 “ 只有在只有在时钟时钟 CP1时，它才时，它才表现出应有的逻辑功能；表现出应有的逻辑功能； 如果如果CP0，输出，输出端端 Q 则保持原状态则保持原状态”。 “高电高电平有效平有效”，QQRDSDRSCSDRDQQabcdSRCP平时异步输入端平时异步输入端应接无效电平应接无效电平 称异步置位端称异步置位端 称异步复位端称异步复位端2021/6/4292.同步同步 RS 触发器的特性表触发器的特性表(简化简化)前提：在前提：在 CP1时才有时才有 R S Qn+1 0 1 1 1 0 0 1 1 禁禁 止止 0 0 保保 持持 * Q n+1为为 CP到来以后触发器的状态。到来以后触发
17、器的状态。2021/6/430例：画出同步例：画出同步RS触发器的输出端波形图。触发器的输出端波形图。CPRSQQ假设假设Q的初始状态为的初始状态为 0。 在在CP = 0 期间，触发器的状态期间，触发器的状态“ 保持保持 ”不定不定2021/6/431 同步同步 R-S R-S 触发器的小结触发器的小结 1.当当CP = 0 时时,无论无论R、S 为何种取值组合，输出端为何种取值组合，输出端均均“保持原态保持原态”； 2.只有当只有当CP=1时时,将将c门门和和d门打开，控制端门打开，控制端R、S的取值组合才会在输出端的取值组合才会在输出端有所反映，即有所谓有所反映，即有所谓“特特性表性表”
18、。 SDRDQQabcdSRCP2021/6/4320 0 0 00 0 1 11 0 0 11 0 1 10 1 0 00 1 1 01 1 0 禁用禁用1 1 1 禁用禁用SR QnQn+1特性表特性表Qn10S RQn00011110011001 01第第4章章 4.2 Qn+1= S+ R Qn ,SR=0特性方程特性方程特性方程特性方程: :2021/6/4332.2.动作特点动作特点 CPCP等于等于1 1的全部时间里的全部时间里S S、R R的变化都将引的变化都将引起输出端状态的变化起输出端状态的变化。第第4章章 4.22021/6/434第第4章章4.2CP=0CP=0时时输入
19、信输入信号变化号变化对输出对输出无影响无影响2021/6/435三、主从型触发器三、主从型触发器第第4章章 4.21.1.主从主从RSRS触发器触发器CPCP上升沿到来主触发上升沿到来主触发器接收信号，从触发器接收信号，从触发器保持原态。器保持原态。CPCP下降沿到来主触下降沿到来主触发器被封锁，从触发器被封锁，从触发器接收主触发器发器接收主触发器信号。信号。下降沿下降沿触发触发 延迟输出延迟输出 2021/6/436第第4章章 4.2主从型触发器的动主从型触发器的动主从型触发器的动主从型触发器的动作特点：作特点：作特点：作特点：（触发器分两步动作）（触发器分两步动作）当当CP=1CP=1时，
20、输入信号时，输入信号进入主触发器，从触进入主触发器，从触发器发器CP=0CP=0被封锁；被封锁；当当CP=0CP=0时，主触发器时，主触发器被封锁，从触发器被封锁，从触发器CP=1CP=1被开启。被开启。下降沿下降沿触发触发 保持保持置置1 1置置0 0禁用禁用2021/6/437第第4章章 4.2（2 2）主从主从J K J K 触发器触发器主主触发器触发器: :R=K QnS=J Qn由主从由主从RSRS触发器增加两触发器增加两条反馈线构成。条反馈线构成。2021/6/438第第4章章 4.2特性表特性表已知输入波形已知输入波形画输出波形画输出波形保持保持置置1 1置置0 0 翻转翻转下降
21、沿触发下降沿触发2021/6/439JK QnQn+11 0 0 11 0 1 110 1 0 00 1 1 00由特性表得出由特性表得出特性方程：特性方程：1 1 0 11 1 1 0Qn0 0 0 00 0 1 1Qn保持功能保持功能置置 1 功能功能置置 0 功能功能计数功能计数功能 J、K不同时，不同时，Qn+1跟随跟随 J变化变化特性方程特性方程特性方程特性方程 Qn000111 100110100 1 0 1JKQn+1=J Qn+K Qn第第8章章 8.12021/6/440第第4章章 4.2（1 1）在在CP=1CP=1的全部时间里，输入信号都对主的全部时间里，输入信号都对主
22、触发器起控制作用。触发器起控制作用。（2 2）在在CP=1CP=1期间若输入信号发生过变化，必期间若输入信号发生过变化，必 须考虑整个须考虑整个CP=1CP=1期间主触发器状态的变期间主触发器状态的变 化过程才能确定从触发器的次态。化过程才能确定从触发器的次态。（3 3）只有只有CP=1CP=1期间输入信号未发生过变化的期间输入信号未发生过变化的 条件下，用条件下，用CPCP下降沿到达时输入的状态下降沿到达时输入的状态 决定触发器的次态才是正确的决定触发器的次态才是正确的。（4 4）主从主从JKJK触发器存在一次变化问题。触发器存在一次变化问题。使用主从结构触发器注意：使用主从结构触发器注意：
23、2021/6/441第第4章章 4.2四、边沿四、边沿触发器触发器特点：特点：触发器的次态仅仅取决于触发器的次态仅仅取决于触发器的次态仅仅取决于触发器的次态仅仅取决于CPCPCPCP信号沿（上升沿或下降信号沿（上升沿或下降信号沿（上升沿或下降信号沿（上升沿或下降沿）到达时刻输入信号的状态。沿）到达时刻输入信号的状态。沿）到达时刻输入信号的状态。沿）到达时刻输入信号的状态。CPCP信号沿之前和之信号沿之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。提高了可靠性，增强了抗干扰能力。提高了可靠性，增强了抗干扰能力。提高了可靠性，增强了抗干扰能力。提高了可靠性，
24、增强了抗干扰能力。分类：分类： 利用利用CMOSCMOS传输门的边缘触发器；传输门的边缘触发器； 维持阻塞触发器；维持阻塞触发器； 利用门传输延迟时间的边缘触发器等。利用门传输延迟时间的边缘触发器等。2021/6/4421.1.利用利用CMOSCMOS传输门的传输门的D D型型边缘触发器边缘触发器第第4章章 4.2Qn+1n+1=D=D2021/6/443D D型触发器特性表型触发器特性表第第4章章 4.2Qn+1n+1=D=D上升沿触发上升沿触发2021/6/444第第4章章 4.2 S SD D 、R RD D不受不受CPCP控制，直接将触发器置控制，直接将触发器置1 1或置或置0 0。（
25、高电平有效）。（高电平有效） S SD D =1=1、R RD D =0=0时时Q=1Q=1即置即置1 1； S SD D =0=0、R RD D =1=1时时Q=0Q=0即置即置0 0。 上升沿触发上升沿触发高电平高电平有效有效S S S SD D D D称异步置位（置称异步置位（置称异步置位（置称异步置位（置1 1 1 1）端、）端、）端、）端、R R R RD D D D称异步复位（置称异步复位（置称异步复位（置称异步复位（置0 0 0 0）端。）端。）端。）端。2021/6/445第第4章章 4.2Qn+1n+1=D=D上升沿触发上升沿触发Q Q的状态仅取决于的状态仅取决于CPCP上升
26、沿到达时刻上升沿到达时刻D D的状态。的状态。2021/6/446第第4章章 4.22.2.维持阻塞维持阻塞RSRS型型触发器触发器置置1 1维持线维持线置置0 0维持线维持线置置1 1阻塞线阻塞线置置0 0阻塞线阻塞线 上升沿触发上升沿触发上升沿触发上升沿触发电路结构保证电路结构保证CPCP由低电由低电平跳变为高电平后，无平跳变为高电平后，无论论 S R S R 的状态如何改的状态如何改变，变，S S R R 始终不变。始终不变。2021/6/447第第4章章 4.2D1D1、D2D2为为逻辑与逻辑与维持阻塞结构也常构成维持阻塞结构也常构成D D型型触发器。触发器。2021/6/448CP例
27、：例：例：例：已知维持阻塞型已知维持阻塞型D触发器触发器CP和和D端的波形，试端的波形，试画出输出端画出输出端Q的波形。设的波形。设Q初态为初态为0。 D1D2第第8章章 8.1Q2021/6/449第第4章章 4.23.3.利用门传输延迟时间的边缘触发器利用门传输延迟时间的边缘触发器下降沿触发下降沿触发门门门门G G G G3 3 3 3、G G G G4 4 4 4的传输延迟时的传输延迟时的传输延迟时的传输延迟时间大于基本间大于基本间大于基本间大于基本RSRSRSRS触发器的触发器的触发器的触发器的翻转时间。翻转时间。翻转时间。翻转时间。2021/6/450第第4章章 4.2触发器逻辑符号
28、比较触发器逻辑符号比较CPCPCPCPCPCPCPCP同步型，正电位触发同步型，正电位触发主从型，下降沿触发主从型，下降沿触发 边缘型，下降沿触发边缘型，下降沿触发 边缘型，上升沿触发边缘型，上升沿触发 2021/6/451第第4章章 4.34.3 4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的逻辑功能及其描述方法一、触发器的逻辑功能分类一、触发器的逻辑功能分类1. R S 1. R S 触发器触发器特性方程特性方程特性方程特性方程: : : :2021/6/452第第4章章 4.32. J K 2. J K 触发器触发器特性方程特性方程: :Qn+1=J Qn + K Qn2021/6/453
29、第第4章章 4.33. T 3. T 触发器与触发器与T T 触发器触发器保持保持翻转翻转Qn+1=TQn+TQn特性方程特性方程特性方程特性方程 把把JKJK触发器的触发器的J J、K K端接在一起可构成端接在一起可构成T T触发器。（一触发器。（一般无专门定型产品）般无专门定型产品）(1) T (1) T 触发器触发器2021/6/454第第4章章 4.3(2)T(2)T 触发器触发器Qn+1=Qn特性方程特性方程特性方程特性方程SDRDCQQ T1 T T触发器的输入端接逻辑触发器的输入端接逻辑11时构成时构成T T 触发器。触发器。仅具有仅具有计数功能计数功能（翻转功能）。翻转功能）。
30、2021/6/455第第4章章 4.34. D 4. D 触发器触发器Qn+1=D特性方程特性方程2021/6/456第第4章章 4.3二、触发器电路结构与逻辑功能的关系二、触发器电路结构与逻辑功能的关系 触发器电路结构与逻辑功能是两个不同的概念，触发器电路结构与逻辑功能是两个不同的概念，两者没有固定的对应关系。两者没有固定的对应关系。按功能分为：按功能分为：按功能分为：按功能分为：RSRS、JKJK、T T、T T 、D D等类型。等类型。按结构分为：按结构分为：按结构分为：按结构分为：基本基本RSRS触发器、触发器、 同步同步RSRS触发器、触发器、 主从触发器、主从触发器、 边沿触发器等
31、。边沿触发器等。同一种逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构实现。同一种逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构实现。同一种逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构实现。同一种逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构实现。目前时钟控制的触发器定型产品只有目前时钟控制的触发器定型产品只有目前时钟控制的触发器定型产品只有目前时钟控制的触发器定型产品只有JKJKJKJK、D D D D两大类。两大类。两大类。两大类。2021/6/457第第4章章 4.3本章基本要求本章基本要求重点掌握：重点掌握：1.1.各种触发器各种触发器(RS(RS、JKJK、D D、T T、 T T ) )的逻辑功能及的逻辑功能及 其描述方
32、法其描述方法( (特性表、特性方程）。特性表、特性方程）。2.2.基本基本RSRS、同步、同步RSRS、边沿结构触发器的动作特点。、边沿结构触发器的动作特点。3.3.已知电路图及输入信号波形，写出电路的次态函已知电路图及输入信号波形，写出电路的次态函 数式并画输出信号波形。数式并画输出信号波形。 除基本除基本除基本除基本RSRSRSRS和同步和同步和同步和同步RSRSRSRS外，其他触发器的内部结构外，其他触发器的内部结构外，其他触发器的内部结构外，其他触发器的内部结构不作要求。不作要求。不作要求。不作要求。2021/6/458第第4章章 4.3作作 业业4.1 4.2 4.4 4.5 4.11 4.124.1 4.2 4.4 4.5 4.11 4.124.13 4.14 4.18 4.13 4.14 4.18 2021/6/459第第4章章 4.3题题题题4.144.144.144.142021/6/460部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
