电工电子技术 11 触发器及时序逻辑电路

触发器及时序逻辑电路第11章11.1触发器11.2寄存器11.3计数器11.1.1基本RS触发器11.1.2同步RS触发器11.1.3JK触发器11.1.4D触发器11.1.5触发器的应用举例11.1

触发器11.1.1基本RS触发器SRQ图形符号基本RS触发器由两个与非门交叉耦合而成，如下图：这种触发器有两个稳定状态：(2)

,

称为复位状态(0态);(1),称为置位状态(1态);它有两个输出端Q和，二者的逻辑状态应相反。Q&&GA逻辑图GB

当端加负脉冲时，不论触发器的初始状态是1态，还是0态，均有

即将触发器置0或保持0态，称为直接置0端。Q&&GA逻辑图GB输出与输入的逻辑关系：所谓，即将端保持高电位；，即在端加一负脉冲

当端加负脉冲时，不论触发器的初始状态是1态，还是0态，均有，即将触发器置1或保持1态。称为直接置1端。即将触发器保持原状态不变。

这种输入状态下，当负脉冲除去后，将由各种偶然因素决定触发器的最终状态，因而禁止出现。Q&&GA逻辑图GB这种情况，注：时，和均为高电平。0态信号同时撤消：状态不定(随机)1态先撤消：先撤消：

由以上分析可知：基本RS触发器有两个状态，他可以直接置位或复位，并具有存储和记忆功。基本RS

触发器的逻辑状态表如下：

Q1001011011不变不变00不定不定QQ信号同时撤消,出现不确定状态信号不同时撤消，状态确定QQ练习11.1.2同步RS触发器&GC&GDQ&GA&GBRSCP逻辑电路SRQ图形符号S1SR1RC1CP

可控RS触发器的逻辑图和图形符号如下：

与基本RS

触发器区别为：增加了由非门GC和GD组成的导引电路;R和S是置0和置

1

信号输入端，还有时钟脉冲CP

输入端。

时钟脉冲CP是一种控制命令，通过导引电路实现对输入端R和S

的控制，故称为可控RS

触发器

当时钟脉冲CP来到之前，即当CP=0时，不论R和S端的电平如何变化，GC门和GD门的输出均为1，基本触发器保持原状态不变。&GC&GDQ&GA&GBRSCP逻辑电路即CP=1时，触发器才按R、S端的输入状态来决定其输出状态。

和是直接置0

和直接置1端，即不受时钟脉冲的控制，可以对基本触发器置0或置1，一般用于置初态，在工作过程中它们处于1态（高电平）。现态：指触发器输入信号变化前的状态。Qn次态：指触发器输入信号变化后的状态；Qn+1只有当时钟脉冲来到后，010011说明Qn+1RS保持置1置0不定010101010000111100110011Qn

触发器次态与输入信号和电路原状态（现态）之间的关系如下表：利用可控RS触发器可构成计数器，其连接图如下：SRQ1S1RC111存在问题：产生“空翻”现象为避免“空翻”，计数器一般采用主从型触发器和维持阻塞型触发器构成。11.1.3JK触发器SRQJ1SK1RC1SRQ1S1RC1111SRQJ1JK1KC1CP

它由两个可控RS

触发器串联组成，两者分别为主触发器和从触发器。主从型JK触发器的逻辑图和图形符号如下：

主触发器的输出端Q与从触发器的S端相连，端与从触发器的R端相连。非门的作用是使两个触发器的时钟脉冲信号反相。主从触发器的特性见真值表：

Qn+100Qn01010111QnJKSRQJ1SK1RC1SRQ1S1RC1111逻辑功能分析：(1)J=1,K=1

设时钟脉冲来到之前(CP=0)触发器的初始状态为0。这时主触发器的

当时钟脉冲来到后(CP=1),Q端由01，使从触发器的S=1，R=0，当CP从1下跳为0时，非门输出为1，从触发器也翻转为1态。

反之，设触发器的初始状态为1，同样可分析出，主、从触发器都翻转为0。JK触发器在J=1,K=1

的情况下，来一个时钟脉冲，它就翻转一次，此时触发器具有计数功能。(2)J=0,K=0

设触发器的初始状态为0。当CP=1时，由于主触发器的J=0,K=0，Q端的状态仍为0，保持不变;当CP跳变为0时，由于从触发器的S=0,R=0，也保持0态不变。如果初始状态为1，也有同样的结果。(3)J=1,K=0

可分析出不管触发器原来处于什么状态，一个时钟脉冲来到后，输出一定是1态。(4)J=0,K=1

可分析出不管触发器原来处于什么状态，一个时钟脉冲来到后，输出一定是0态。

主从型触发器具有在CP从1下跳为0时翻转的特点，也就是具有在时钟脉冲下降沿触发的特点。主从触发器避免了“空翻”。11.1.4D触发器维持-阻塞型D触发器的逻辑符号如下图示：SRQD1DC1CP输出与输入之间的关系见真值表：

11

00Qn+1D

逻辑功能为：触发器的输出状态仅决定于到达前输入端的状态，而与触发器现态无关，即：就构成了计数器，其连接图如下：当把D触发器的输入端与输出端连接到一起时，SRQ1DC1CP工作波形如下：CPQQ11.1.5触发器的应用举例例：走廊节电灯电路如图所示，该走廊节电灯可以在灯点亮后经一定时间的延迟自动切断路灯电源，起到节电的作用。触发器常态时为0状态，三极管T截止，继电器失电触点释放，灯灭。按下后，触发器的时钟信号有效，将输入端高电平传至输出端，使T饱和导通，继电器得电触点吸合，灯亮。同时，端的高电位经向充电，当两端电压升高为高电平时，经复位端使触发器复位极管截止，灯灭，电路回到初始状态，等待新的起动。灯亮的延迟时间主要由和决定。例:4人抢答电路智力竞赛中的4人抢答电路如图所示。其中心元件为集成四D触发器。其内部有4个独立的触发器。

比赛前各触发器清0，各指示灯均不亮。门的输出为1使门打开，时钟脉冲可以送至触发器的端。比赛开始后，哪一个按钮最先按下，其对应的触发器输出电平变高，对应的指示灯亮，同时对应的端变成低电平，将门封锁。而后其他按钮按下，会因无时钟脉冲而无法触发，不起作用。学习与探讨晶体管的发射极和集电极能否互换使用？为什么?晶体管在输出特性曲线的饱和区工作时，其电流放大系数是否也等于β？为什么晶体管基区掺杂质浓度小？而且还要做得很薄？检验学习结果练习11.2寄存器11.2.1数码寄存器11.22移位寄存器11.2寄存器寄存器用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。

一个触发器可以存储1位二进制信号；寄存n位二进制数码，需要n个触发器。按功能分数码寄存器移位寄存器(并入并出)(并入并出、并入串出、串入并出、串入串出)分类：按存放数码的方式并行串行11.2.1数码寄存器功能：寄存数码和清除原有数码。采用基本触发器构成的4位数码寄存器原理图如下：QQ0QQ1QQ3QQ2清零指令取出指令FF3FF0FF1FF2&&&&&&&&1111D3D2D0D1G1G2G3G4G5G6G7G8寄存指令注意：工作之初要先清零用构成的4位数码寄存器，原理图如下：QQ3QQ2QQ0QQ1取出脉冲D0&&&&1111...D1D2D31DC11DC11DC11DC1...寄存脉冲

移位寄存器不仅有存放数码的功能，而且有移位功能。所谓移位，就是每当来一个移位正脉冲，触发器的状态便向右或向左移一位。CP清零移位脉冲D数码输入Q1JFF01KC1Q1JFF11KC1Q1JFF21KC1Q1JFF31KC11&&&&并行输出脉冲并行数码输出移位数码输出Q3Q2Q0Q1

11.2.2

移位寄存器FF0接成D触发器，数码由D端输入。设寄存的二进制为1011，按移位脉冲（即时钟脉冲）从高位到低位依次串行送到D端；上图是由JK触发器组成的四位移位寄存器。

移位寄存器的状态表

清零右移一位右移二位右移三位右移四位

00000001001001011011

01234

Q3Q2Q1Q0

移位过程

寄存器中的数码

移位脉冲数工作之前要先清零，经过四个时钟脉冲，数码依此存入各触发器。移位寄存器的状态表如右图所示：数码寄存器和移位寄存器有什么区别？分析已学过的各种类型触发器中，哪些能用作移位寄存器？哪些不能？为什么？

11.3

计数器11.3.1二进制加法计数器11.3.2同步十进制加法计数器11.3二进制加法计数器CP清零Q1JFF01KC1Q1JFF11KC1Q1JFF21KC1Q1JFF31KC1Q3Q2Q0Q1计数脉冲二进制计数器分为：同步二进制计数器和异步二进制计数器。由主从型JK触发器构成的4位二进制计数器如下：工作原理：(1)每来一个时钟脉冲,最低位触发器翻转一次;(2)高位触发器是在相邻的低位触发器的输出端从

0

12345678

0000

00010010001101000101011001111000

01234