1、4.1 触发器概述触发器概述 触发器必须具备以下3个特点：1）具有两个能自保持的稳定状态，用来存储数据0和和1。2）在输入信号作用下，触发器的0和和1两个逻辑状态之间两个逻辑状态之间可以相互转换。可以相互转换。3）输入信号不变或撤去后，触发器能将长久保存。QQ对触发器的一对互补输出状态约定如下：Q1、0为1态；接收信号前所处的状态记为现态Qn，则触发器接收信号之后所建立的新的稳定状态就是次态Qn+1 Q0、1为0态。4.2 基本基本RS触发器触发器 4.2.1 用与非门构成的基本用与非门构成的基本RS触发器触发器1.电路组成电路组成 图图 4 1 与非门与非门 构成的基本构成的基本RS触发器触
2、发器&RdQQQQSdSdRdSRFFG1G2逻辑电路逻辑电路逻辑符号逻辑符号2.工作原理工作原理 dSdR当0、无论现态Qn是1还是0，次态Qn+1均为1态；1 时，dSdR1nQ1、现态Qn是1，次态 亦为1；Qn为0，Qn+1亦为0；1时，当dSdR1n1nQQ0、无论现态Qn是1态还是0态，次态0时，当1&RdQQSddSdR1、无论现态Qn是1还是0，次态Qn+1均为0态；当0时，G1G2特性方程特性方程 描述描述FF逻辑功能的函数表达逻辑功能的函数表达式称为特征方程或状态方程式称为特征方程或状态方程 (约束条件约束条件)图图4-2 次态卡诺图次态卡诺图 11dnnRSQRSQd 0
3、dRSd RDSDQ0001111001111Qn+1 nddSdRdQnQn+10 00011110011001101010101会不定会不定会不定会不定110001表表4-基本基本RSFF的功能表的功能表置置0置置保持保持3.触发器逻辑功能的描述触发器逻辑功能的描述 SdRdQnQn+10 00011110011001101010101会不定会不定会不定会不定110001置置0置置保持保持表表4-基本基本RSFF的功能表的功能表0 01 1Sd=0 Rd=1Sd=1 Rd=0Sd=0 Rd=Sd=Rd=1 状态转换图状态转换图(状态图状态图)用图形方式来描述用图形方式来描述FF的状态转移规
4、律。的状态转移规律。Qn Qn+1SdRd 0 0 0 1 1 0 1 110 1 1 0 1表表4-2 基本基本RSFF的激励表的激励表RdSdQQ图图4-4 例例4-1波形图波形图0101例例4-1 在图4-1b所示基本RS触发器中，已知输入信号波形如图4-4上方所示，设基本RS触发器的初始状态Q初0，试画出其输出端Q及Q的波形图。未定义状态未定义状态解：解：补例补例已知逻辑电路已知逻辑电路图及输入信号图及输入信号A、B、C波形，波形，Q初初0，试画出试画出Q、Q波形。波形。QQSdRdSRFF&GABCABCAB(Rd)(Sd)QQ“0”“1”图图4-6集成基本集成基本RS触发器触发器C
5、C4043、CC4044TGENSRENQ&TGEN&RSENQ4367121114155291011S1R1S2R2S3R4S4R4ENQ1Q2Q2Q2+VDD168VSSCC4043CC40444367121114155291011R1S1R2S2R3S4R4S4ENQ1Q2Q2Q2+VDD168VSSQQQQ4.2.2 由或非门构成的基本由或非门构成的基本RS触发器触发器 TGENSRENQ&TGEN&RSENQCC4043CC4044R(R)S(S)EN40434044Qn+1Qn+1 高阻高阻高阻高阻 00 1Qn不定不定 01 11010 10111 1不定不定QnS+5Vuo图图
6、4-7机械开关的工作情况机械开关的工作情况图图4-8利用基本利用基本RS触发器消抖触发器消抖&RSQQSAB+5V+5VS|BAS|ABuAuBQ例例4-2 运用基本RS触发器，消除由于机械开关振动所引起的干扰脉冲。&SRCPG3G1QQG4G2Q3Q4图图4-9 由与非门构成的同步由与非门构成的同步RS触发器触发器 SRCP1S1RC1逻辑符号逻辑符号QQ逻辑电路图逻辑电路图4.3 时钟触发器时钟触发器4.3.1 同步同步RS触发器触发器1.电路组成电路组成2.工作原理工作原理 SRQnQn+10 00011110011001101010101010011会不定会不定会不定会不定表表4-4
7、同步同步RS触发器的功能表触发器的功能表SRCP1S1RC1QQ&SRCPG3G1QQG4G2QQSdRdSdRd3.逻辑功能描述逻辑功能描述 图图4-9 由与非门构成的同步由与非门构成的同步RS触发器触发器 例例4-3 对于图4-9所示的同步RS触发器，已知CP，R，S波形如图4-10上方所示，设触发器的初始状态Q初=0，试画出其输出端Q及Q的波形图。同步同步RS触发器的触发输入和状态转换均发生在每个周期时钟脉冲触发器的触发输入和状态转换均发生在每个周期时钟脉冲CP=1期间期间 故称之为受故称之为受CP控制的电平触发式控制的电平触发式RS触发器触发器CPRSQQ 特点特点:克服了空翻，属电平
8、触发，约束条件克服了空翻，属电平触发，约束条件SR=0，有不定态，有不定态主触发器主触发器从触发器从触发器&1SRCPQQQQG1G2G3G4G5G6G7G8G9&CPQQ1S1RC1 S RCP4.3.2 主从触发器主从触发器1.主从主从RS触发器触发器图图4-12 主从主从RS触发器触发器图图4-13 主从主从JK触发器触发器QQ1J1KC1 J KCP主触发器主触发器从触发器从触发器&1CPQQQQG1G2G3G4G5G6G7G8G9&CPJ K2.主从主从JK触发器触发器（1）电路组成）电路组成（2）工作原理）工作原理表表4-6 主从主从JK触发器特性表触发器特性表 nnnQKQJQ1
9、 Qn CP 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0Qn+1Qn K J保持保持置置 0置置 1翻转翻转01nQ11nQnnQQ1nnQQ1（3）逻辑功能描述逻辑功能描述 例主从JK触发器J、K的波形如图，设初态为0，画出Q波形图。CPJKQ 主从JK触发器在CP=1期间，主触发器只变化（翻转）一次，这种现象称为一次变化现象一次变化现象。如CP=1期间，输入端出现干扰信号，就可能造成触发器的误动作。为了避免发生一次变化现象，在使用主从JK触发器时，要保证在CP=1期间，J、K保持状态不变。3.主从主从JK触
10、发器的一次变化问题触发器的一次变化问题 解决的方法：从电路结构入手，从电路结构入手，让让FF只接收只接收CP触发沿触发沿到来前瞬间的输入信号到来前瞬间的输入信号，即采用边沿触发器。，即采用边沿触发器。例例4-4 在图4-13所示的主从JK触发器电路中，若CP、J、K的波形如图4-15上方所示，试画出Q、端对应的波形图。设触发器的初始状态为Q初0。QG1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&带清零端和预置端的带清零端和预置端的主从主从JK触发器触发器RD=0，直接置001111001SD=0，直接置1G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q
11、Q1G9RDSD&10001111（2）Rd(3)J1(4)J2(5)J3(12)CP(11)K3(10)K2(9)K1(13)Sd&=1=1V1V2&G3G4Q QG5G6&G1G2(8)(6)QQ图图4-16 CT74H72 a)逻辑电路图逻辑电路图图图4-17 维持阻塞维持阻塞D触发器触发器&QQDG5G3G1G6G4G2SdCPRd4.3.3 边沿触发器边沿触发器1.几种典型的边沿触发器几种典型的边沿触发器（1）维持阻塞）维持阻塞D触发器触发器SC11DRQQ逻辑符号逻辑符号 D Qn Qn+1 注注 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1表表4-8 D触发器的功能表触发器的功
12、能表CPDQ图图4-18 D触发器的波形图触发器的波形图置置0置置1图图4-19 D触发器的波形图触发器的波形图CPDQ1234RDSDdSdR例例4-5 在图4-17a所示的维持阻塞D触发器中，已知CP、D的波形如图4-19上方所示，试画出与之对应的输出波形图。设触发器的初始状态为0。解：解：&=1=1&B1G1G2Q(5/9)Q(6/8)A1A2B2G3P1P2G4(3/11)J(1/13)CP(2/12)K(4/10)Sd（2）利用传）利用传输延迟时间输延迟时间的边沿的边沿JK触触发器发器 TG1CPDCP1TG2CP Qm G2 QmCPCP1 1G3 1CPTG4 CPQQ1图图4-
13、25 CMOS主从结构边沿主从结构边沿D触发器触发器CPG1CPCP1TG3G4主触发器主触发器从触发器从触发器（3）CMOS主从结构边沿触发器主从结构边沿触发器 图图4-26 实际的实际的CMOS边沿边沿D触发器逻辑电路触发器逻辑电路TG1CP1TG2 QCPCPQG1CPCPTG3G4CP1Sd1TG2CPCP1Q1GRdG2 Q111&JKG7G8G9D4.4 T触发器和触发器和T触发器触发器4.4.1 T触发器触发器 T Q nQ n+1001101010110表表4-10 T触发器的功能表触发器的功能表 nn1nQTQTQ4.4.2 T触发器触发器 nnn1nQQTQTQCPT1TC
14、1QQ例例4-6 两个维持阻塞D触发器组成图4-29a所示电路，已知CP、D1波形如图4-29b上方所示，设两个触发器的初态均为0，试画出Q1、Q2端的波形图。解：解：D1RC1C1Q1Q1Q2Q21D1DCPF1F2D1Q1Q2BADQ11n1n2n2n2n21n2QCQABQKQJQn331n3QBADQn4n4n4n4n41n4QQBAQQKQJQBADQ51n5n6n6n6n6n6n6n61n6QQQAQQ)CB(QKQJQ （CP ）（CP ）（CP ）（CP ）（CP ）（CP ）习题习题4-10 各触发器的状态方程如下各触发器的状态方程如下：CPABCA BQ1Q2Q3Q4Q5Q6A+BA BABA B习题习题4-10 习题习题4-11
