浙江万里学院电信学院

学习说明：1.触发器是构成时序电路的基本单元。－－认识其重要性2.注意讲解思路－－听清，看牢课本：按结构和功能两块分开讲我们：结合起来讲，以PPT为主第1页/共73页第一页，共74页。触发器：能够存储1位二进制码的逻辑电路，有两个互补输出端，其输出状态不仅与当前的输入有关，而且还与原先的输出状态有关。触发器按功能分类：RS触发器，JK触发器，D触发器，

T触发器和T’触发器。触发器按结构分类：基本RS触发器，同步RS触发器，主从触发器和边沿触发器。触发器的逻辑功能可以用功能表、特性方程、状态图、功能描述和波形图等5种方式来描述、分析。什么是触发器？触发器分类情况如何？触发器功能的描述？第2页/共73页第二页，共74页。5.1.1基本RS触发器电路组成和逻辑符号信号输入端，低电平有效。信号输出端：Q=0、Q=1的状态称0状态；Q=1、Q=0的状态称1状态。第3页/共73页第三页，共74页。工作原理RSQ1001010①R=0、S=1时：由于R=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1；再由S=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都将变成0状态，这种情况称将触发器置0或复位。R端称为触发器的置0端或复位端。第4页/共73页第四页，共74页。0110RSQ010②R=1、S=0时：由于S=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1；再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都将变成1状态，这种情况称将触发器置1或置位。S端称为触发器的置1端或置位端。101第5页/共73页第五页，共74页。1110③R=1、S=1时：触发器保持原有状态不变。RSQ0101011

1不变10第6页/共73页第六页，共74页。0011RSQ01010111不变0

0不定？④R=0、S=0时：Q=Q=1，不符合触发器的逻辑关系。并且由于与非门延迟时间不可能完全相等，在两输入端的0同时撤除后，将不能确定触发器是处于1状态还是0状态－－这就是基本RS触发器的约束条件。第7页/共73页第七页，共74页。特性表（功能表）现态：触发器接收输入信号之前的状态，也就是触发器原来的稳定状态。次态：触发器接收输入信号之后所处的新的稳定状态。第8页/共73页第八页，共74页。次态Qn+1的卡诺图特性方程触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式RS=0－－第9页/共73页第九页，共74页。状态图描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图01×1/1×/10/01/①当触发器处在0状态，即Qn=0时，若输入信号＝01或11，触发器仍为0状态；RS②当触发器处在1状态，即Qn=1时，若输入信号＝10或11，触发器仍为1状态；RSRS若＝10，触发器就会翻转成为1状态。RS若＝01，触发器就会翻转成为0状态。第10页/共73页第十页，共74页。波形图反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图RSQQ置1置0置1置1置1保持不允许不确定第11页/共73页第十一页，共74页。5.1.2同步RS触发器RSCP＝0时，R=S=1，触发器保持原来状态不变。CP＝1时，工作情况与基本RS触发器相同。第12页/共73页第十二页，共74页。特性表特性方程CP=1期间有效第13页/共73页第十三页，共74页。主要特点波形图（1）时钟电平控制。在CP＝1期间接收输入信号，CP＝0时状态保持不变，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。不变不变不变不变不变不变置1置0置1置0不变第14页/共73页第十四页，共74页。5.1.3时钟触发器的触发方式1、主从RS触发器工作原理（1）CP=1期间：主触发器控制门G7、G8打开，接收输入信号R、S，有：

10第15页/共73页第十五页，共74页。01（2）CP下降沿到来时，门G7、G8封锁，在CP=1期间接收的内容被存储起来。同时，门G3、G4被打开，主触发器将其接收的内容送入从触发器，输出端随之改变状态。在CP=0期间，由于主触发器保持状态不变，因此受其控制的从触发器的状态也不可能改变。第16页/共73页第十六页，共74页。逻辑符号电路特点1.CP＝1期间接收输入信号，CP下降沿到来时触发翻转的特点。2.仍然存在着约束问题，即在CP＝1期间，输入信号R和S不能同时为1。特性方程CP下降沿到来时有效第17页/共73页第十七页，共74页。2、主从JK触发器（补充）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。第18页/共73页第十八页，共74页。主从JK触发器特性表

Qn××××CP01111011110110010110001011000000Qn+1QnKJ保持置0置1翻转第19页/共73页第十九页，共74页。特性表时序图第20页/共73页第二十页，共74页。逻辑符号负跳沿触发第21页/共73页第二十一页，共74页。存在的问题：负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，就有可能使触发器的输出状态出错。边沿触发器允许在CP触发沿到来前一瞬间加入输入信号，缩短受干扰的时间。第22页/共73页第二十二页，共74页。5.1.4边沿触发器1、边沿D触发器逻辑符号边沿D触发器的逻辑符号，异步置0、置1端高电平有效。第23页/共73页第二十三页，共74页。2、边沿JK触发器边沿JK触发器的逻辑符号第24页/共73页第二十四页，共74页。T触发器在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号T取值的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当T＝0时能保持状态不变，T＝1时一定翻转的电路，都称为T触发器。特性表逻辑符号第25页/共73页第二十五页，共74页。T＇触发器在数字电路中，凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，都称为T＇触发器。特性表逻辑符号第26页/共73页第二十六页，共74页。第27页/共73页第二十七页，共74页。第28页/共73页第二十八页，共74页。第29页/共73页第二十九页，共74页。补充内容：不同类型触发器之间的转换转换步骤：（1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。（2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。（3）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。转换方法：利用令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。第30页/共73页第三十页，共74页。1、将JK触发器转换为RS、D、T和T＇触发器JK触发器→RS触发器RS触发器特性方程变换RS触发器的特性方程，使之形式与JK触发器的特性方程一致：第31页/共73页第三十一页，共74页。比较，得：电路图第32页/共73页第三十二页，共74页。JK触发器→D触发器写出D触发器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发器的特性方程一致：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图第33页/共73页第三十三页，共74页。JK触发器→T触发器在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入信号T取值的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当T＝0时能保持状态不变，T＝1时一定翻转的电路，都称为T触发器。特性表逻辑符号第34页/共73页第三十四页，共74页。T触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图第35页/共73页第三十五页，共74页。状态图时序图第36页/共73页第三十六页，共74页。JK触发器→T＇触发器在数字电路中，凡每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，都称为T＇触发器。特性表逻辑符号第37页/共73页第三十七页，共74页。T＇触发器特性方程：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图变换T＇触发器的特性方程：第38页/共73页第三十八页，共74页。状态图时序图第39页/共73页第三十九页，共74页。2、将D触发器转换为JK、T和T＇触发器D触发器→JK触发器第40页/共73页第四十页，共74页。D触发器→T触发器第41页/共73页第四十一页，共74页。D触发器→T＇触发器第42页/共73页第四十二页，共74页。例题1：用J-K触发器实现D触发器的功能。第43页/共73页第四十三页，共74页。例题2：用D触发器实现J-K触发器的功能。第44页/共73页第四十四页，共74页。例题3：用T触发器实现J-K触发器的功能。第45页/共73页第四十五页，共74页。第46页/共73页第四十六页，共74页。本节小结：

触发器是数字电路的极其重要的基本单元。触发器有两个稳定状态，在外界信号作用下，可以从一个稳态转变为另一个稳态；无外界信号作用时状态保持不变。因此，触发器可以作为二进制存储单元使用。触发器的逻辑功能可以用真值表、卡诺图、特性方程、状态图和波形图等5种方式来描述。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断电路状态转换的依据。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：RS＝0JK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，可以用不同的电路结构形式来实现；反过来，同一种电路结构形式，可以构成具有不同功能的各种类型触发器。第47页/共73页第四十七页，共74页。例1：已知由与非门构成的同步RS触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q和Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。

cpttR0tS0tQ0tQ0第48页/共73页第四十八页，共74页。例2：已知负边沿翻转的主从RS触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q和Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。cpttR0tS0tQ’0tQ0tQ0第49页/共73页第四十九页，共74页。例3：已知负边沿翻转的主从RS触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。tCP0123456tS0tR0tQ’0tQ0第50页/共73页第五十页，共74页。例4：已知负边沿翻转的主从RS触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。tS0tCP0123456tR0tQ’0tQ0第51页/共73页第五十一页，共74页。已知主从RS触发器的时钟信号和输入信号波形，求作Q端的波形的方法小结：1、根据输入信号画出主触发器Q’

端的波形。2、在时钟的跳沿（负跳沿或正跳沿）将主触发器的状态移入从触发器之中。3、对负跳沿翻转的主从RS触发器，如果在CP=1期间，输入信号没有发生变化，则可在时钟的负跳沿到来时，由特性方程算出触发器的次态，从而画出Q端的波形，而不必画出主触发器Q’

端的波形。主从RS触发器存在约束条件，使用不方便。第52页/共73页第五十二页，共74页。例1：已知负边沿翻转的主从JK触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。第53页/共73页第五十三页，共74页。第54页/共73页第五十四页，共74页。主从JK触发器存在“一次变化现象”。在CP=1期间，主触发器的状态只能改变一次，而不论JK端发生了多少次变化。第55页/共73页第五十五页，共74页。例2：已知负边沿翻转的主从JK触发器的时钟信号CP和输入信号J、K的波形如图所示，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。第56页/共73页第五十六页，共74页。第57页/共73页第五十七页，共74页。第58页/共73页第五十八页，共74页。例3：已知负边沿翻转的主从JK触发器的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。第59页/共73页第五十九页，共74页。第60页/共73页第六十页，共74页。已知主从JK触发器的时钟信号和输入信号波形，求作Q端的波形的方法小结：1、根据输入信号画出主触发器Q’

端的波形。要注意主从JK触发器的“一次变化现象”。2、在时钟的跳沿（负跳沿或正跳沿）将主触发器的状态移入从触发器之中。3、对负跳沿翻转的主从JK触发器，如果在CP=1期间，输入信号没有发生变化，则可在时钟的负跳沿到来时，由特性方程算出触发器的次态，从而画出Q端的波形，而不必画出主触发器Q’端的波形。第61页/共73页第六十一页，共74页。例：电路如图，已知D触发器为正边沿翻转的边沿触发器，JK触发器为负边沿翻转的边沿触发器。试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。例第62页/共73页第六十二页，共74页。第63页/共73页第六十三页，共74页。例：已知边沿D触发器(正边沿翻转）的时钟信号和输入信号如图所示，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。第64页/共73页第六十四页，共74页。主从JK触发器的输入波形如下图所示，设初始状态Q=0,画出Q端的波形。(中国科学技术大学招研试题10分)第65页/共73页第六十五页，共74页。边沿触发器（原理补充）1、边沿D触发器工作原理（1）CP＝0时，门G7、G8被封锁，门G3、G4打开，从触发器的状态取决于主触发器Q=Qm、Q=Qm，输入信号D不起作用。（2）CP＝1时，门G7、G8打开，门G3、G4被封锁，从触发器状态不变，主触发器的状态跟随输入信号D的变化而变化，即在CP＝1期间始终都有Qm=D。第66页/共73页第六十六页，共74页。下降沿时刻有效（3）CP下降沿到来时，封锁门G7、G8，打开门G3、G4，主触发器锁存CP下降时刻D的值，即Qm=D，随后将该值送入从触发器，使Q=D、Q=D。（4）CP下降沿过后，主触发器锁存的CP下降沿时刻D的值被保存下来，而从触发器的状态也将保持不变。综上所述，边沿D触发器的特性方程为：边沿D触发器没有一次变化问题。第67页/共73页第六十七页，共74页。2、边沿JK触发器（原理补充）CP下降沿时刻有效第68页/共73页第六十八页，共74页。数字系统组合逻辑电路时序逻辑电路延迟元件或触发器第69页/共73页第六十九页，共74页。基本RS触发器－由或非门构成SDRDQnQn+1000

001

010

011

100

101

110

111

第70页/共73页第七十页，共74页。SDRDQnQn+1000000110100011010011011110×111×保持置0置1不定基本RS触发器－由或非门构成第71页/共73页第七十一页，共74页。gPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRbJ8G4D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeM7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$q