第13章 集成触发器

1、第第 13 章集成触发器章集成触发器本章学习目标本章学习目标13.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式13.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS触发器及其空翻现象触发器及其空翻现象13.3防止空翻的触发器举例防止空翻的触发器举例13.4几种逻辑功能不同的触发器几种逻辑功能不同的触发器13.5触发器的型号及应用举例触发器的型号及应用举例本章小结本章小结本章学习目标本章学习目标掌握基本掌握基本 RS 触发器的电路组成和逻辑功能。触发器的电路组成和逻辑功能。掌握同步掌握同步 RS 触发器的电路结构、逻辑功能、真值表，触发器的电路结构、逻辑功能、真值表，理解钟控理解钟控 RS 触发器的空

2、翻现象。触发器的空翻现象。了解主从了解主从 RS 触发器、触发器、JK 触发器的电路组成，掌握触发器的电路组成，掌握其逻辑功能和真值表，并清楚其应用。其逻辑功能和真值表，并清楚其应用。理解理解 T 触发器、触发器、D 触发器的逻辑功能、真值表。触发器的逻辑功能、真值表。了解集成触发器的引脚，清楚触发器的分频作用。了解集成触发器的引脚，清楚触发器的分频作用。13.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式13.1.1基本基本 RS 触发器触发器13.1.2钟控同步钟控同步 RS 触发器触发器13.1集成触发器的基本形式集成触发器的基本形式触发器是一种具有记忆功能并且其状态能在触发脉冲作触发器是一

3、种具有记忆功能并且其状态能在触发脉冲作用下迅速翻转的逻辑电路。用下迅速翻转的逻辑电路。 按逻辑功能分有按逻辑功能分有 RS、JK、D、T 等类型触发器。等类型触发器。基本基本 RS 触发器是各种触发器的基础。触发器是各种触发器的基础。动画13.1.1基本基本 RS 触发器触发器 一、电路组成：一、电路组成：将两个集成将两个集成与非与非门的输出端和输入端门的输出端和输入端交叉反馈相接。交叉反馈相接。逻辑符号逻辑符号Q两个输出端两个输出端 Q、 ，逻辑状态是互补，逻辑状态是互补的。的。定义定义 Q 端的状态为触发器的状态。端的状态为触发器的状态。二、工作状态二、工作状态01 QQ，时时触器处于触器

4、处于 1 态态；( (稳定状态稳定状态) )时触发器处于时触发器处于 0 态；态；( (另一个稳定状态另一个稳定状态) ) 10 QQ，两个输入端两个输入端 、 ；DRDS三、逻辑功能三、逻辑功能 1 0 1 0 DD；) )( (时时，当当 QQSR0110；时，时，当当) )( (0 1 01 DD QQSR1001；不不变变不不变变时时，当当) )( ( 11 DDQQSR 00 DD，应避免出现。，应避免出现。不定不定不定不定时，时，当当) )( (QQSR 动画四、四、真值表真值表不定不定00不变不变10Q 101110DRDS置置 0 端端置置 1 端端触发器的翻转：触发器的翻转：

5、触发器在外加信号作用下状态转换的过程。触发器在外加信号作用下状态转换的过程。触发脉冲：触发脉冲：能使触发器发生翻转的外加信号。能使触发器发生翻转的外加信号。 13.1.2钟控同步钟控同步 RS 触发器触发器主控脉冲主控脉冲( (时钟脉冲时钟脉冲) )：一、电路组成一、电路组成一个基本一个基本 RS 触发器；触发器；逻辑符号逻辑符号CP 端无小圆圈端无小圆圈 正脉冲正脉冲( (CP上升沿上升沿) )触发有效。触发有效。两个控制门两个控制门( (G3、G4) )控制数字系统中各触发器协同工作的触发脉冲控制数字系统中各触发器协同工作的触发脉冲也称也称 CP 脉冲脉冲二、工作原理二、工作原理CP =

6、0 时，时，G3、G4 输出为输出为 1，触，触发器维持原态；发器维持原态；CP = 1 时，触发器状态由时，触发器状态由 R、S 决定决定( (见真值表见真值表) )三、三、真值表真值表SnRnQn+100不变不变10101011不定不定动画 四、说明四、说明Qn 表示时钟作用前触发器的状态，称表示时钟作用前触发器的状态，称原状态原状态；Qn+1 表示时钟作用后触发器的状态，称现状态。表示时钟作用后触发器的状态，称现状态。当当 Sn = 1、Rn = 1 时，时钟脉冲过后，电路状态不定，这时，时钟脉冲过后，电路状态不定，这是不允许的。是不允许的。钟控同步钟控同步 RS 触发器触发器：由时钟脉

7、冲控制的：由时钟脉冲控制的 RS 触发器。触发器。DSDR 、 ，只在时钟脉冲工作前使用；在时钟脉冲工作过，只在时钟脉冲工作前使用；在时钟脉冲工作过程中应将其悬空或接高电平。程中应将其悬空或接高电平。CP R S QnQn+1功能0 QnnnQQ1 保持1 0 0 01 0 0 101nnQQ1 保持1 0 1 01 0 1 11111nQ 置 11 1 0 01 1 0 10001nQ 置 01 1 1 01 1 1 1不用不用不允许特特性性表表特性特性方程方程 01RSQRSQnnCP=1期间有效期间有效主主要要特特点点波波形形图图（1）时钟电平控制。在CP1期间接收输入信号，CP0时状态

8、保持不变，与基本RS触发器相比，对触发器状态的转变增加了时间控制。（2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。C PRSQQ不变不变不变不变不变不变置1置0置1置0不变13.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS 触发器及其空翻现象触发器及其空翻现象13.2.1计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步 RS 触发器触发器13.2.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步RS 触发器的空翻现象触发器的空翻现象触发器的主要用途之一就是构成计数电路，完成计数功能。触发器的主要用途之一就是构成计数电路，完成计数功能。13.2.1计数触发型钟控同步计数触发型

9、钟控同步 RS 触发器触发器一、一、电路构成特点电路构成特点在一个钟控同步在一个钟控同步 RS 触发器触发器基础上，将控制门基础上，将控制门 G3、G4 的输的输入端入端 R、S 分别与触发器的输出分别与触发器的输出端端 Q 和和 相连。相连。Q二、工作原理二、工作原理；，01 QRQS 设触发器的初始状态为设触发器的初始状态为 0，则，则1 00 1当第一个计数脉冲到来当第一个计数脉冲到来( (即即 CP = 1) )时，时，Q 由由 0 变变 1、 由由 1 变变 0；Q10 1Q当第一个当第一个 CP 作用后，作用后，S = = 0、R = Q = 1；10当第二个当第二个 CP 到来时

10、，触发器到来时，触发器置置 0。10结论，结论，每来一个计数脉冲，每来一个计数脉冲，触发器就翻转一次，触发器翻转触发器就翻转一次，触发器翻转的次数反映了计数脉冲的数目，的次数反映了计数脉冲的数目，实现了计数功能。实现了计数功能。13.2.2计数触发型钟控同步计数触发型钟控同步RS 触发器的空翻现象触发器的空翻现象1正常工作条件：时钟脉冲的宽度必须足够窄。正常工作条件：时钟脉冲的宽度必须足够窄。2出现问题：空翻现象。出现问题：空翻现象。空翻空翻 若时钟脉冲较宽，造成触若时钟脉冲较宽，造成触发器动作混乱，在一个时钟脉发器动作混乱，在一个时钟脉冲内出现多次翻转。冲内出现多次翻转。 动画13.3防止空

11、翻的触发器举例防止空翻的触发器举例主从主从 RS 触发器是一种能防止空翻的触发器。触发器是一种能防止空翻的触发器。电路结构：电路结构： 由两个同步触发器构成。由两个同步触发器构成。主触发器由主触发器由 G5、G6、G7、G8 组成；组成；从触发器由从触发器由 G1、G2、G3、G4 组成。组成。2工作原理工作原理设触发器始态为设触发器始态为 Q = 0( (即从触发器即从触发器 Q = 0，主触发器，主触发器 Q = 0) )，计数脉冲从，计数脉冲从 CP 处输入。处输入。0当当 CP = 1 时，主触发器状态翻转，时，主触发器状态翻转，Q = 1；从触发器不能；从触发器不能翻转，输出翻转，输

12、出 Q = 0 不变。不变。101当当 CP = 0 时，主触发器不翻转，时，主触发器不翻转，Q = 1 不变；从触发器翻不变；从触发器翻转，转，Q = 1。11013工作特点工作特点从触发器的状态由主触发器决从触发器的状态由主触发器决定；主从触发器只在每个输入定；主从触发器只在每个输入 CP 脉脉冲的下降沿翻转一次，与冲的下降沿翻转一次，与 CP 脉冲的脉冲的宽度无关，从而避免空翻现象。宽度无关，从而避免空翻现象。13.4几种逻辑功能几种逻辑功能不同的触发器不同的触发器13.4.1JK 触发器触发器13.4.2T 触发器触发器13.4.3D 触发器触发器13.4.1JK 触发器触发器一、电路

13、结构一、电路结构逻辑符号逻辑符号说明说明该触发器是该触发器是 CP 下下降沿降沿( (负脉冲负脉冲) )触发有效触发有效( (有小有小圆圈圆圈) )。负脉冲触发负脉冲触发动画动画 JK 触发器组成触发器组成 二、逻辑功能二、逻辑功能设触发器始态为设触发器始态为 Q = 0， ( (悬空悬空) )。1DD SR；时时，当当nnQQKJ 11当当 J = K = 0 时，时，Qn+1 = Qn；当当 J = 1、K = 0 时，时， Qn+1 = 1；当当 J = 0、K = 1 时，时， Qn+1 = 0。动画三、真值表三、真值表JK 触发器真值表触发器真值表JKQn+100Qn11010101

14、nQ边沿触发器边沿触发器：触发器状态只取决于：触发器状态只取决于 CP 上升上升( (或下降或下降) )沿时刻沿时刻的输入信号状态的输入信号状态( (例如：例如：J 端或端或 K 端电平端电平) )的触发器。的触发器。四、波形图四、波形图13.4.2 T 触发器触发器一、电路结构一、电路结构逻辑符号逻辑符号把把 JK 触发器的触发器的 J 端和端和 K 端相接作端相接作为控制端，称为为控制端，称为 T 端。端。二、逻辑功能二、逻辑功能当当 J = K = 0 时，触发脉冲不起作用；时，触发脉冲不起作用；当当 J = K = 1 时，每来一次触发脉冲，时，每来一次触发脉冲，触发器翻转一次，即。触

15、发器翻转一次，即。nnQQ 1动画三、真值表三、真值表T 型触发器真值表型触发器真值表TnQn+10Qn1nQ四、用途：计数四、用途：计数当当 T = 0 时，触发器无计数功能。时，触发器无计数功能。当当 T = 1 时，触发器具有计数功能。时，触发器具有计数功能。13.4.3D 触发器触发器一、电路结构一、电路结构在在 JK 触发器的触发器的 K 端，串接一个非端，串接一个非门，再接到门，再接到 J 端，引出一个控制端端，引出一个控制端 D，就组成就组成 D 触发器。触发器。二、逻辑功能二、逻辑功能逻辑符号逻辑符号D 触发器是触发器是 JK 触发器在触发器在 J K 条件下的特殊情况。条件下

16、的特殊情况。在时钟脉冲作用后，触发器在时钟脉冲作用后，触发器状态与状态与 D 端状态相同，即端状态相同，即Qn+1 = D三、真值表三、真值表0011DQn + 113.5触发器的型号及应用举例触发器的型号及应用举例13.5.1触发器的型号及外引线示例触发器的型号及外引线示例13.5.2触发器简单应用实例触发器简单应用实例13.5.1触发器的型号及外引线示例触发器的型号及外引线示例TTL 型型CMOS 型型 符号上加横线的，表示负符号上加横线的，表示负脉冲脉冲( (低电平低电平) )有效；不加横线有效；不加横线的，表示正脉冲的，表示正脉冲( (高电平高电平) )有效有效。N 表示空脚。表示空脚

17、。双触发器以上其输入、输双触发器以上其输入、输出符号前写同一数字的，表示出符号前写同一数字的，表示属于同一触发器。属于同一触发器。VCC 电源一般为电源一般为 + 5 V，VDD 电源一般为电源一般为 + 3 18 V。说明：说明：13.5.2触发器简单应用实例触发器简单应用实例一、分频器一、分频器应用一片应用一片 CC4027 双双 JK 集成触发器集成触发器中一个单元电路，可构成中一个单元电路，可构成 2 分频器。分频器。从从 1 CP 端输入端输入 2 个时钟脉冲，则在个时钟脉冲，则在 1 Q 的输出端只输出的输出端只输出 1 个脉冲，实现了个脉冲，实现了 2 分频。即分频。即2IOff

18、 二、多路控制的开关电路二、多路控制的开关电路再按动任意一只开关，继再按动任意一只开关，继电器失电而停止工作。电器失电而停止工作。 用一片用一片 CC4013 正边沿触发双正边沿触发双 D 集成触发器中的一个集成触发器中的一个 D 触触发器构成的多路控制开关电路。发器构成的多路控制开关电路。设未接通任何开关时，设未接通任何开关时，D 触发器处于触发器处于 0 态，继电器态，继电器 K 失电失电不工作。不工作。当按动任一只开关后，当按动任一只开关后，继电器得电工作；继电器得电工作；011K100K开关断开后，不影响继开关断开后，不影响继电器工作。电器工作。011K三、抢答电路三、抢答电路用一片用

19、一片 CT74LS175 四四 D 触发器可构成四人智力竞触发器可构成四人智力竞赛抢答电路。赛抢答电路。 抢答前，各触发器清零，抢答前，各触发器清零，四只发光二极管均不亮。四只发光二极管均不亮。抢答开始后，假抢答开始后，假 S1 先按通，则先按通，则 1 D 先为先为 1，当，当 CP 脉冲上脉冲上升沿出现时，点亮升沿出现时，点亮 LED1；其他按钮随后按下相应的发光二极；其他按钮随后按下相应的发光二极管不会亮。若要再次进行抢答，只要清零即可。管不会亮。若要再次进行抢答，只要清零即可。本章小结本章小结触发器是一种具有记忆功能而且在触发脉冲作用下会翻转状触发器是一种具有记忆功能而且在触发脉冲作用下会翻转状态的电路。它具有两种可能的稳态态的电路。它具有两种可能的稳态 0 态或态或 1 态。当触发态。当触发脉冲过后，触发器状态仍维持不变，这就是记忆能力。脉冲过后，触发器状态仍维持不变，这就是记忆能力。触发器按逻辑功能