数字电子技术第章2

第五章触发器§5-1概述§5-3触发器的逻辑功能及其描述方法§5-2触发器的电路结构与动作特点§5-1概述一.触发器的必备特点1.具有两个能自行保持的稳态(1态或0态)；2.外加触发信号时，电路的输出状态可以翻转；3.在触发信号消失后，能将获得的新态保存下来。数字电路:分组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类组合逻辑电路的基本单元是基本门电路前面说过，组合逻辑电路的输出只与输入有关，时序逻辑电路的输出既与当前的输入有关，又与以前的历史状态有关。那么以前的状态在哪里保存？这就用到这里讨论的触发器了。触发器是逻辑电路的基本记忆单元。时序逻辑电路的基本单元是触发器触发器：能储存1位二值信号的基本单元电路称。二.触发器的分类从电路结构不同分从逻辑功能不同分1).RS触发器3).主从触发器1).基本触发器2).同步触发器4).边沿触发器2).JK触发器4).D触发器3).T触发器§5-2

触发器的电路结构与动作特点5-2-1.基本RS触发器一.电路结构与工作原理

Q端、Q端为两个互补的输出端；1.电路结构（以与非门构成为例）SDRD不允许SD=RD=0.约束条件：Q=1、Q=0，定义为1态；SD端是置1端（置位端），非号表示“0”触发有效，RD端是清0端（复位端）,

RD、SD端是触发信号引入端。脚标“D”表示直接触发，&&QQ又称R-S锁存器，它是最简单的触发器。另外，R-S触发器也可以用或非门构成，如图所示。QQ同样，这里的和分别是置0端（或复位端）和置1端（或置位端）。当时，在信号消失后（即回到0），由于Q端的高电平接到此与或门的另一个输入端，因而电路仍保持1状态。当时，。在信号消失后（即回到0），电路仍保持0状态。这里同样存在约束条件：不允许0000011111不允许置1清0保持&&QQSDRD&&QQSDRD0&&QQSDRD1&&QQSDRD原态01&&QQSDRD110原态1保持3、特性表SdRd01不允许1*1置1清00Qn保持Qn+1说明0010111101102、工作原理（这里以与非门为例，即0触发有效）4.逻辑符号二.动作特点由于触发信号直接加在输出门的输入端，所以在输入信号的全部时间里，都能直接改变输出端

Q

和

Q的状态。SD(SD)端叫做直接置位端；因此：RD(RD)端叫做直接复位端。用D作脚标SRQSDRDQ与非门构成：或非门组成：SRQSDRDQ1触发有效，SD端是置1端，RD端是清0端，0触发有效，SD端是置1端，RD端是清0端，所以，又称基本RS触发器位直接置位、复位触发器。例1：用与非门组成的基本RS触发器的输入R、S端的电压波形如图所示，设初始状态为0。试画出Q、Q端的输出波形图。解：根据RS触发器的特性表，很容易地画出所给输入的输出Q、Q的波形来。波形如图所示。QQ例2用与非门组成的基本RS触发器如图所示，设初始状态为0，已知输入、输出端的电压波形如图,试画Q、端的输出波形图。图4.2.2例4.2.1波形图5-洞2-黑2.肌同步是R院S触湾发器G1齿、G池2贤门构星成基洋本RS触发德器，受CP控制赛的触汪发器则称为时钟词触发麦器。或时钟云脉冲缸，简称时钟秀，用CP表示时间吃控制奥信号例也称同步救信号驻，或时钟吊信号舍，1.同步RS触发息器的电路异结构一、括电路拉结构唇与工阅作原胡理&&QQSDRD&&CPRSG1G2G3G4在数欢字系厘统中绘，如果要辟求某住些触发发器留在同一邪时刻动作靠，就蜓必须户给这纯些触渠发器锡引入时间请控制白信号亲,使这梁些触邀发器底只有袄在同冤步信龟号到库达时写才按形输入铺信号鼠改变慨状态顶。G3拿、G宴4址门构命成输棒入控付制电征路。时钟幻玉触发等器中快最简鼻单的2.床工作侍原理（1触发秋有效任）CP偷=0时，G3滔、G完4门封笨锁，预触发朽信号宿不起休作用圈。CP子=1冒，在S端触咏发时利，Q=促1CP册=1判，在R端丑触发缘瑞时，Q=洒011111111000000CP美=1时，G3浴、G算4门打鄙开，厚触发净信号竹可加君到基液本触王发器瞎上。&&QQ&&CPRSG1G2G3G4&&QQ&&CPRSG1G2G3G43.越特性农表(1触泊发有膨效)CP鸣R记S析Qn+101110络001101劳110QnQnX龙X1*15.士逻辑底符号不允偷许置爬1清预0保暗持说获明保岸持4.骂几艺点说歉明1)汉图示鸣同步名RS擦触负发器离为悼1应触发混有效蝇；2)啦表中*表示混:若R、惠S端同棉时触述发，茂则当R吩、S端的倘触发栗信号徐同时芝消失毙时，定电路较的次殿态不颠定；3)挠输入纺端的罪约束失条件庭为RS纪=岩0。1S1RQSRQC1CP在C裙P=则1的倚条件紫下，匙同时还要加满足吃约束舰条件兔SR衡=0球。触发器在CP控制下正常工作时应使SD、RD处于高电平。异步置位端异步复位端R1S1RQSQC1CPRDSD但在喇实际逐应用饱中，单有时搅还需庆要在皇CP债有效捧之前窗（即乐CP篮=1梅）将祥触发骄器预坑先置颈成指离定的边状态走，为栽此在东同步递RS蹄触发箩器的加电路屈上往膊往还胖设置献有专庆门的猪异步皇置位乎输入表端和姨异步李复位穗端，纤如图盾所示糠。只要在SD或RD

加入低电平，即可立即将触发器置1或置0，而不再受时钟信号和输入信号的控制。&&QQSDRD&&CPRSG1G2G3G4动作筛特点蚀：在普CP衔=渴1吩的欲全部完时间废里，薪R、弓S迎端信字号的肃变化咏都将搏引起跨触发疮器输痰出状玩态的习变化势。1杜2SRQCP三、扑输出手电压朱波形厅举例RD二.涛动滑作特终点缺点匹：抗干纠扰能下力差金。干扰冲信号跳变注意：用SD、RD将触发器置位或复位应当在CP=0的状态下进行，否则在SD、RD返回高电平以后，无法保存预置的状态。5-董2-咏3.主从恐触发穗器一壳.瓶主从黎RS俱触发沃器由于美同步压RS亡触发蛋器在浴时钟婶信号值一周僻内可极能发珠生多家次翻膝转，若而且叹抗干帜扰能削力较琴差，帮所以饺常常问会引像起误轧操作镇。为了带避免杂在一四个触探发周植期之洪内，劝输出符端发栗生多涌次翻宝转，娃要求薄C烘P=鄙1收的时粮间满戚足：不能秤太短筹，要保畜证触余发器缴能可带靠翻葵转（堤2个tpd键)。不能络太长责，只够奔翻转收一次谨，不捐能出裤现第睛二次夜翻转夜（3个tpd控)显然艺，这巾对C卧P来届说要求座太高各了。主触升发器肥、从要触发延器均为同步RS触发权器，1让.剃电路警结构G5册-G芽8门妨组成惰主触翠发器妖；G1泽-G咐4门组露成从雾触发抵器。主触煌发器但，感它们匙的CP信号飞相位陵相反屯。&&&&&&&&1G1G2G3G4G5G6G7G8CPSR从触藏发器Q，Q，QQ为了闯降低缴对C川P信百号的转要求峰，但耗还要恶保证形输出独不随漂意翻喷转，准我们恼可以性采用只具有知主从放结构药的触让发器鉴。它的指特点架：状态绩转变爸只发搞生在某一纱时刻，而不拳是某霞一时群段。3.峡特性老表CP路R奖S穴Qn+100堡00资11我01妹1X为XQn10CPG7秩、G岭8G3车、G扑4工场作段情蔽况CP淘=1肌时CP涨=0赤时打分开封戒锁封帆锁打滩开主触闹发器玻工作从触蒙发器跪保持从触划发器卵工作主触贿发器疮保持2、工样作原您理4.畅几点庸说明1)蛛图示骆主从亦RS缘瑞触站发器耐1地触泛发有艇效；2)济表中什*表介示：期若牧R、透S声端同血时触衔发，尺则在歉CP勺回到唱0后屿,输挣出状派态不志定；3)统输入拿端的辟约束抱条件钻为只RS押=脚0兵。1*QnQ’的状闸态根辜据R、翼S端的里触发郊情况同改变Q=金Q’注意尊：在CP的一舅个变临化周岛期中茄，触部发器方输出援状态眯只改乡丰变一毒次。5.伐逻供辑符钓号从触伍发器雪只能身输出CP油=1期间透，主蒙触发正器最庸后一召次领变化故所得满到的衔状态删。在CP瓜=1期间问，主态触发掘器随R、奥S端状筛态的族改变璃而多颈次改肌变，侮但在豆CP下降届沿到来范时，岔从触嗽发器姓最多皇只能达改变警一次板。6.汤动作如特点在CP拖=1期间条，当庙S=设R=扑1时镇，触哥发器燃的次校态无见法确哥定，眠在特庸性表射中这军是个云无效秤状态唤。为柏使主班从RS触发抢器按铲其特渔性表虹正常论工作刊，使R、岗S端的银状态以保持森不变飞，需菜对主丛从R恒S触茅发器跨进行叨改进好。1S1RC1SRCPQQ带来门的问悠题：特别壳注意萍：动作幼特点：VC络D2.秀特省性表二.墨主测从J盛K触发馒器1.哭电除路结犬构QnCP严J记K00照00拨11线01菌1X雹X10特性归纳J=祖K=桥0时齐,伟Qn+1=QnJ≠K贤时，论Qn+1=JJ=K=1时，Qn+1=QnJKQnQnQn+1从触发器主触发器&&&&&&&&1G1G2G3G4G1G2G3G4CPQ，Q，QQ有两套种情迎况，锦见书腹中介景绍SDRD计数策状态椅下，闭电路回的输忠出电较压波织形，馒随CP作用青沿的熔到来凭自动改变场。见图出：3晋.几范点说油明设初想态Q=0逻辑丈符号眨见下院页设：CP作用号沿为次下降摩沿tCPtJ=KtQ13）J=K=1时，Qn+1=Qn

是计数状态。图示达主从到JK低触发蛛器：1)静1论触发澡有效塞；2)处没业有约晒束条中件；5.动作没特点CP趋=俯1伏期霸间，拼由于稿反馈脆信号适的作糠用，垫不管缸J、膊K端醋的状但态有腰多少冲次跳科变，女主触应发器确只能题变化璃一次低；4.摊逻鸣辑符帜号&&C11J1KQQSDRDJ1J2CPK1K2C11J1KQQSDRDJCPKC11J1KQQJCPK动作困特点昏：注意禽：图示缴主从蚕JK嚼触发烤器应晌该对应腔CP陆下降真沿确积定Q端次液态。例已知谊主从男JK改触发吩器J、K的波茎形如搁图所阻示，味画出俊输出Q的波居形图灿（设输初始胆状态黎为0衣）。初态置位复位翻转保持翻转保持主从标JK超触发本器存兰在的芹问题次——碗一次变化姑现象例已知办主从雕JK闲触发新器J、K的波独形如绝图所阿示，份画出饲输出Q的波敲形图酷（设的初始捏状态奶为0暗）。由此架看出锻，主魔从J较K触贷发器束在CP=1昌期间归，主香触发愚器只衔变化迎（翻税转）纯一次颜，这折种现土象称兄为一次衫变化约现象。三.监T触发势器T触队发器妖是特纱殊的颤JK柿触发侮器，种只需皇将J过K触臣发器霜的J懒和K取相连引，命穗名为确T，缎就构拦成了听T触迟发器狠。由于帮J=植K，带所以塞T触挪发器注只能法具有登JK醋触发散器的它部分室功能桂：每输入一个脉冲，输出状态改变一次100111保持原状态010100功能说明TT=0，为保持状态；T＝1时，翻转。如果将T恒接高电平，就构成了一种特殊的触发器T’，它只是脉冲翻转电路。5-毛2-伸4.边沿贵D触犬发器为了局提高糖触发虏器的柔抗干絮扰能雅力，枯希望奥触发压器的循次态阿仅仅俩取决撒于今CP作用沿到达置时刻输入买信号例的状签态。腹这样霜的触及发器等称为边沿菜触发躬器。1.理特烟性表2、类逻辑趴符号无跳栏变XQn0011动作还特点触发哑器保字存下原来的膊状态促是C拦P凳作用伸沿到狡达时昏刻的严输入孕状态向。而斗且这倚是一桃种上泪升沿农触发果的边坛沿触关发器蔬。设初最态Q=0特别益注意：当弓D箭端突信号洪和健CP满作死用沿允同时佣跳变君时，尿触发恋器存承入的托是懒D冲跳变犁前的估状态毅。00例如腥：说明保持存数C11DQQDCPSDRDC11DQQDCPtCPtDtQCPDQn+1表示天边沿枪触发鄙器，蓄而且烦是上谈升沿涨跳变JK拆触发旱器也春有边孤沿触钳发型受的，扰其逻叙辑符雅号有灭：SDRDC11JQQJCP1KKSRSDRDC11JQQJCP1KKSR上升杨沿触秩发有宇效下降晴沿触洲发有君效维持赚阻塞或触发悟器、抓延迟绒边沿威触发焰器部辞分内彩容自瓣学。例已知屿D触欢发器跃的输择入波耳形，起画出胖输出伟波形怜图稼，设稼初始浙状态捏为0区。解：在画浇波形封图时负，应拖注意税以下攀两点浸：（1项）触烈发器闷的触决发翻朽转发醉生在尝CP苏的上输升沿扒。（2摩）判馋断触百发器表次态镰的依痒据是彩CP剃上升筑沿前剃一瞬压间输念入端拨D的非状态肃。§5耍-3溪触奸发器狭的逻歇辑功贯能及嘱其描桨述方题法本节赶只讨展论有垫时钟问控制臣的触吃发器凡。1.特性楼表4-针3-无1.RS触发盐器凡在时钟简控制调下，逻吵辑功湾能符膊合此瓶特性隶表的指触发岭器就劫叫做RS触发惨器。敲显然迟，同蛛步R再S触析发器锁、主塘从R苗S触腥发器样都属苦于R胖S触钓发器宋。R扔S0婶0医10露1轮00匠1纵11能0乓01洞0帐11犬1子0111000不定1哪1宣1不定D午触发充器等节。T墨触发羡器、JK变触驻发器眯、RS兼触震发器毛、时钟您控制轨触发耳器，烤由于晓功能罪的不树同，肆可将鸦其分侦为:nQn+1Q0赛0梳0触发誓器的浇描述航主要警有：作特性纯表、寺特性惹方程酿和状段态转把换图酿三种扯方法烂。下友面我符们分查别介辈绍。2.卸特症性方税程3.塑状主态转崖换图它表明Q从Qn

Qn+1所需要的输入条件。综上乎可知描述症触发侧器的哪逻辑惧功能宝有三享种方虾法：养特来性表附、特淋性方直程和辈状态锄转换位图。01R慈=XS图=0R孟=泼0S过=1R猛=堵1S徒=0R予=恩0S过=XRSQQn+1n01000111100111XX00状态聪转换乡丰图可览从特补性表样中归谎纳，由特性隐表填卡诺友图并染化简得特性洁方程：Qn+1=S+RQnRS梳=都0帜(约岛束条宰件）由特对性表插可得逼：RS触发器特性方程5-晒3-智2.孔J仓K触取发器凡在规时钟焦控制叠下，偶逻辑丈功能棵符合恳此特牛性表产的触饿发器穷，就未叫做JK触发祖器。1.特性惩表3.容状液态转丑换图0J允=袄0K航=XJ骆=XK姻=敞0J俗=表1朵K炭=XJ阔=XK肝=念12.俩特纪性方菊程Q=JQ+KQn+1nn由特秃性表浅填卡锯诺图客化简迫得：1J脆K败QnQn+10顾0血10伪1塘00泪1冲11饥0拆11丢0催01博1元10捡0宵011100011类1垦00JKQQn+1n01000111100100101

14.的逻刘辑符滩号5-拢3-绳3.勺T冻触天发器将JK触发切器的J、问K端连我在一并起，演引出邀一个T端，革就构业成了T触发宅器。T珠QnQn+10退00耽11僵01君1101.吵特冤性表2.趟特残性方夺程3.屑状碎态转刃换图Qn+1=TQn+TQn1T=拐0T=会0T磁=限1T筛=着1010凡在返时钟牺控制绸下，共逻辑叼功能餐符合真此特肆性表校的触委发器得，就签叫做歼T韵触发咸器。说明保持计数SDRDC11NQQTCPT’触发岭器使T兆触发汗器的亚输入费恒为土1就脚构成困了T逆’触絮发器析。所受以T见’触价发器退的特丽性方陡程就咳是在猴T触管发器饥的特评性方况程中箭令T欢=1涛即可吼，即荷：011011T5-肚3-古4.D触发牲器1.业特参性表2.屯特检性方糊程3.羽状达态转速换图凡在赛时钟丘控制苏下，园逻辑宫功能踪蝶符合驳此特打性表牙的触北发器汇,就孔叫做D触发冒器。D情QnQn+10让11帖01伐100110锅0Q=Dn+101D=嗓1D=绳0D诵=摇0D作=唤1VC筋Dn+1DQQn010100115-愤3-雷5诉不同律类型销触发惧器的阁相互聪转换市场壁上最变常见腿的触偏发器某是J野K触窑发器阔和D朵触发雁器，兔但在驱实际件引用舱中，班经常访需用薄具有已各种剂逻辑陷功能啊的触深发器惰，这辜就需点要进对行不统同类胆型触玩发器图之间淡的相暗互转当换。转换都的方辰法主伸要有成公式轰法和镰图形掀法。勿这里淋我们锣仅举恳几个库例子请就公作式法逗作简幅单地疫介绍蹄。1.辰D触泉发器街转换址成J沫K触爪发器由D触发器特性方程和JK触发器特性方程Q=Dn+1Q=JQ+KQn+1nn可得D=JQ+KQ=JQKQnnnn由此，我们可得出DJK的电路转换电路&&&KJQDQCP2.舱D桐触发门器转配换成胖T触扁发器由D触发器特性方程和T触发器特性方程Q=Dn+1可得Qn+1=TQn+TQnD=TQn+TQn=TQn•TQn&&&TQDQCP根据此式可以画出DT的电路：还有女其他唯类型江的触览发器捡之间潜的转疫换，兔比如肆JK券触发见器转葱换成串D、敌T触榜发器锅等。5.陕4躁集练成触晨发器集成窄触发尼器举草例一．TT驳L主从JK触发秋器7贯4LS72（a）逻费辑符漠号（b）引宗脚排脑列图74LS72剃为多贸输入艰端的影单JK触发眯器，疲它有喇3个J端和沾3个K端，野3个J端之么间是米与逻独辑关质系，献3个K端之算间也漫是与减逻辑象关系孩。使续用中匠如有娱多余挎的输垫入端正，应五将其烂接高洒电平同。该减触发艇器带己有直辽接置朵0端RD和直营接置沉1端SD，都为凶低电帅平有惑效，周不用巴时应目接高污电平轰。7系4LS72堂为主盾从型殊触发直器，CP下跳爪沿触诊发。74兄LS小72连功能姐表：输入输出RD

SDCPJ

KQn＋1

011011111111××↓↓↓↓××××000110110110Qn

Qn0110

Qn

Qn

注意抄：1）前CP毯在下故跳沿滤触发廉；2）薯当RD或SD有效稀时，杂不论以CP碌、J梳、蹈K是鸭否有宰效，鼻输出计端都锋是清渡0或公置1昏；3）堆J、约K在瞎CP欠=1叨期间症没有鸡变化固。二、厘高速CM评OS边沿D触发积器74煤HC企74（a果）逻鸣辑符锁号届（b劲）引禽脚排丸列图74HC74粱为单宝输入嫂端的填双D触发懂器。槽一个末片子安里封哨装着攻两个逐相同牧的D触发赠器，重每个另触发纳器只评有一彩个D端，京它们瓦都带抛有直倒接置捷0端RD和直晕接置秒1端SD，为寨低电肆平有庙效。同样迟，在长不用哈时，随也应电该将商两者侍接高军电平赏。CP上升迹沿触概发。7榴4HC74纸的逻腥辑符搂号和测引脚提排列右分别俯如图考（a）和悠（b）所素示。74蚀HC胳74慰的功吧能表输入输出RD

SDCP

D

01101111××××↑0↑101100110解：由于效是边距沿触枕发器习，画拥波形单图时污，应语注意禽以下欣两点循：（1）触桌发器咳的触喊发翻洒转发论生在捡时钟鸭脉冲访的触丢发沿毛（这拌里是吵上升闻沿）赛。（2）判毫断触技发器凳次态果的依垦据是帮时钟散脉冲肯触发寄沿（惩这里团是上尘升沿盈）前一我瞬间输入距端的这状态鼓。根据D触发柏器的灶功能腥表可辣画出夸输出爹端Q的波导形图耍如图准所示酒。图4.2.13

例4.3.1波形图例1已知轮边沿条D触阅发器蜂的输代入D的波忠形图鲜如图傻所示珍，试做画出锹输出Q的波谎形图宅（设误其初赚始状拉态为佛0，CP作用谦沿为弃上升缘瑞沿）层。5.断4.锣2触发坚器应客用举欠例例2设计巴一个3人抢麻答电久路。3人A、B、C各控右制一卸个按额键开系关KA、KB、KC和一湾个发就光二诊极管DA、DB、DC。谁犁先按劲下开埋关，累谁的陷发光坦二极块管亮袍，同脉时使盗其他封人的痛抢答勺信号承无效胸。解：这里胸我们协先给厕出用组合蜂逻辑授的门电患路组睡成的伶基本萝电路伴如图葵所示遵。开始相抢答恭前，君三按森键开较关KA、KB、KC均不议按下剂，A、B、C三信梅号都笼为0遣，GA、GB、GC门的疑输出释都为茄1，抗三个沉发光恨二极梨管均由不亮饱。开堪始抢售答后