第五章 触发器的逻辑功能及其描述方法课件

第五章触发器

概述5.1SR锁存器5.2电平触发的触发器5.3脉冲触发的触发器5.4边沿触发的触发器5.5触发器的逻辑功能及其描述方法第五章触发器的逻辑功能及其描述方法概述

触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路。触发器具有记忆功能，能存储一位二进制数码。触发器有二个基本特性：一定条件下，触发器可维持两种稳定状态（0、1）一保持不变；分别用来表示逻辑0和逻辑1；在适当的外加输入信号（外触发）作用下，可从一种状态翻转到另一种状态；在输入信号取消后，能将获得的新状态保存下来。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的分类：按触发方式可分为电平触发边沿触发脉冲触发第五章触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的分类：按逻辑功能可分为RS触发器T和T'触发器JK触发器D触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法1.由或非门组成的SR锁存器5.1SR锁存器2.由与非门组成的SR锁存器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法一、电路结构与工作原理两互补输出端两输入端&QQ.G1&.G2SR

正常情况下，两输出端的状态保持相反。通常以Q端的逻辑电平表示触发器的状态，即Q=1，Q=0时，称为“1”态；反之为“0”态。反馈线第五章触发器的逻辑功能及其描述方法1001设触发器原态为“1”态。翻转为“0”态S=1，R

=01010QQ.G1&.&G2SR(1)触发器输出与输入的逻辑关系第五章触发器的逻辑功能及其描述方法设原态为“0”态1001110触发器保持“0”态不变复位端0结论:不论触发器原来为何种状态，当S=1，

R=0时，

将使触发器置“0”或称为复位。QQ.G1&.&G2SR第五章触发器的逻辑功能及其描述方法01设原态为“0”态011100翻转为“1”态S=0，R

=1QQ.G1&.&G2SR(2)第五章触发器的逻辑功能及其描述方法设原态为“1”态0110001触发器保持“1”态不变置位端1结论:不论触发器原来为何种状态，当S=0，

R=1时，

将使触发器置“1”或称为置位。QQ.G1&.&G2SR第五章触发器的逻辑功能及其描述方法11设原态为“0”态010011保持为“0”态S

=1，R

=1QQ.G1&.&G2SR(3)第五章触发器的逻辑功能及其描述方法设原态为“1”态1110001触发器保持“1”态不变1当S=1，

R=1时，触发器保持原来的状态，

即触发器具有保持、记忆功能。QQ.G1&.&G2SR第五章触发器的逻辑功能及其描述方法110011111110若G1先翻转，则触发器为“0”态“1”态S

=0，R

=0

当信号S

=R

=0同时变为1时，由于与非门的翻转时间不可能完全相同，触发器状态可能是“1”态，也可能是“0”态，不能根据输入信号确定。QQ.G1&.&G2S

R

10若先翻转(4)第五章触发器的逻辑功能及其描述方法与非门组成的基本RS

锁存器的特性表触发器置1触发器置01100第五章触发器的逻辑功能及其描述方法基本RS

锁存器真值表逻辑符号QQS

R

S

R

Qn+1100置0011置111不变保持00同时变1后不确定功能低电平有效第五章触发器的逻辑功能及其描述方法或非门组成的基本RS

锁存器的特性表置1置0第五章触发器的逻辑功能及其描述方法注意 正常工作时应遵守SR

=0的约束条件 即不应加以S

=R

=0的输入信号。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法二、动作特点：它是一种电平控制触发器。

R

(ResetDirect)-直接置“0”端(复位端)S

(SetDirect)-直接置“1”端(置位端)在基本RS锁存器中，因输入信号直接加在输出门上，所以输入信号在全部作用时间里，都能直接改变输出端Q和Q的状态。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法例1：画出基本RS锁存器的输出波形第五章触发器的逻辑功能及其描述方法5.2电平触发的触发器一、电路结构与工作原理带异步置1、置0输入端的电平触发SR触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法基本SR锁存器导引电路&G4SR&G3CP.&G1&G2.SDRDQQ时钟脉冲一、电路结构与工作原理

SD，RD用于预置触发器的初始状态，

工作过程中应处于高电平，对电路工作状态无影响。11S'DR'D第五章触发器的逻辑功能及其描述方法当CP=0时011

R，S

输入状态不起作用。

触发器状态不变.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP被封锁被封锁注意：用

SD，RD将触发器置位或复位时，应在CP=0时进行。11第五章触发器的逻辑功能及其描述方法当CP=1时1打开11打开.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP触发器的翻转时刻受CP控制（CP高电平时翻转），而触发器的状态由R，S的状态决定。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法当CP=1时1打开(1)S=0,R=00011触发器保持原态触发器状态由R，S

输入状态决定。11打开.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP第五章触发器的逻辑功能及其描述方法1101010(2)S=0,R=1触发器置“0”(3)S=1,R=0触发器置“1”11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP第五章触发器的逻辑功能及其描述方法1110011110若先翻若先翻Q=1Q=011(4)S=1,R=1当时钟由1变0后触发器状态不定11.&G1&G2.SDRDQQ&G4SR&G3CP第五章触发器的逻辑功能及其描述方法电平触发SR触发器特性表第五章触发器的逻辑功能及其描述方法电平触发SR触发器真值表Qn—时钟到来前触发器的状态Qn+1—时钟到来后触发器的状态第五章触发器的逻辑功能及其描述方法二、动作特点：1.在CP=0期间，G3、G4被封锁，触发器状态不变。2.在CP=1的全部时间里R和S的变化都将引起触发器的输出状态的变化。CP=1期间内若输入信号多次发生变化，则触发器的输出状态也会发生多次翻转。存在问题触发方式：电平触发方式第五章触发器的逻辑功能及其描述方法例1：画出电平触发SR

触发器的输出波形。RSCP不定不定真值表CP高电平时触发器状态由R、S确定QQ0100SR01010111不定Qn+1Qn第五章触发器的逻辑功能及其描述方法例2：画出电平触发SR触发器的输出波形。设触发器的初态为Q=0。00SR01010111不定Qn+1Qn第五章触发器的逻辑功能及其描述方法三、电平触发的D触发器DCLKDCLK1DC1QQ第五章触发器的逻辑功能及其描述方法利用COMS传输门组成的电平触发D触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法DCLKQQ例：电平触发D触发器的CLK和输出端D的电压波形如图所示，画出Q和Q的电压波形。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法5.4脉冲触发的触发器一、电路结构与工作原理1.主从SR触发器逻辑符号

CPQSRQ

CI1S1R第五章触发器的逻辑功能及其描述方法从触发器主触发器CP

CP1互补时钟控制主、从触发器不能同时翻转RS

CIF从QQQ

CIF主SR1)电路结构第五章触发器的逻辑功能及其描述方法01F主打开F主状态由S、R决定，接收信号并暂存。F从封锁F从状态保持不变。CP=1时1CP

CPRS

CIF从QQQ

CIF主SR2)工作原理第五章触发器的逻辑功能及其描述方法10状态保持不变。从触发器的状态取决于主触发器，并保持主、从状态一致，因此称之为主从触发器。F从打开F主封锁0CP010101RS

CIF从QQQ

CIF主SRCP第五章触发器的逻辑功能及其描述方法3)主从SR触发器·特性表第五章触发器的逻辑功能及其描述方法（只在CP从1变为0时有效）

主从SR触发器真值表功能与电平触发SR触发器完全相同。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法tt

S0t

R0t

Q’0t

Q0

CP0123456例1：已知主从RS触发器的CP和S、R波形，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法cptt

R0t

S0t

Q’0t

Q0t

Q0例2：已知主从SR触发器的CP和S、R波形，试画出Q端的波形，设触发器的初态为Q=0。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法逻辑符号

CPQJKQ

CI1J1K反馈线2.主从JK触发器1）电路结构第五章触发器的逻辑功能及其描述方法01F主打开F主状态由S'、R'决定，接收信号并暂存。F从封锁F从状态保持不变。01CPCP011RS

CIF从QQQ

CIF主JK2)工作原理第五章触发器的逻辑功能及其描述方法10状态保持不变。F从打开F主封锁0CP01CP0101RS

CIF从QQQ

CIF主JK从触发器的状态与主触发器状态一致。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法01010(1)J=1,K=1设触发器原态为“0”态翻转为“1”态110110101001主从状态一致状态不变01分析JK触发器的逻辑功能1RS

CIF从QQQ

CIF主JKCP状态不变第五章触发器的逻辑功能及其描述方法CP010(1)J=1,K=110设触发器原态为“1”态为“？”状态J=1,K=1时，每来一个时钟脉冲，状态翻转一次，即具有计数功能。(1)J=1,K=11RS

CIF从QQQ

CIF主JK1110第五章触发器的逻辑功能及其描述方法01CP010(2)J=0，K=1设触发器原态为“1”态翻转为“0”态01100101011001设触发器原态为“0”态为“？”态1RS

CIF从QQQ

CIF主JK第五章触发器的逻辑功能及其描述方法01CP010(3)J=1，K=0设触发器原态为“0”态翻转为“1”态10011010100101设触发器原态为“1”态为“？”态1RS

CIF从QQQ

CIF主JK第五章触发器的逻辑功能及其描述方法CP010(4)J=0，K=0设触发器原态为“0”态保持原态00010001保持原态1RS

CIF从QQQ

CIF主JK保持原态第五章触发器的逻辑功能及其描述方法CPCP高电平时F主状态由S'、R'决定，F从状态不变。CP下降沿()触发器翻转（F从状态与F主状态一致）。1RS

CIF从QQQ

CIF主JK结论：第五章触发器的逻辑功能及其描述方法Qn10011100Qn01

Qn

CPJ

K

Qn

Qn+1

0001101101010101

×

×

×

×

JK触发器特性表(保持功能)

(置“0”功能)

(置“1”功能)(计数功能)第五章触发器的逻辑功能及其描述方法CJKQ例：画出JK

触发器输出波形J

K

Qn+1

00Qn

010

101

11Qn

JK触发器真值表第五章触发器的逻辑功能及其描述方法二、动作特点：1.主从触发器分两步工作：第一步，CP=1期间，主触发器的输出状态由输入信号的状态确定，从触发器的输出状态保持不变。第二步，当CP从1变为0时，从触发器的输出状态由主触发器当时的状态决定。2.

在CP=1的全部时间里输入信号的变化都将对主触发器起控制作用。触发方式：脉冲触发方式（延迟触发方式）第五章触发器的逻辑功能及其描述方法

1.主从JK触发器在CP＝1期间，主触发器只有可能翻转一次。

2.只有在CP＝1的全部时间里输入状态始终未变的条件下，才可用CP下降沿到达时的输入状态决定触发器的次态。注意第五章触发器的逻辑功能及其描述方法第五章触发器的逻辑功能及其描述方法第五章触发器的逻辑功能及其描述方法QQRSCPJ1K1J2K2&&JKJ=J1•J2K=K1•K2具有多输入端的主从JK触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法集成主从JK触发器低电平有效低电平有效CP下降沿触发第五章触发器的逻辑功能及其描述方法5.5边沿触发的触发器一、利用CMOS传输门的边沿触发器输入控制门01CP通止通止维持原态止通止通Q＝D01011010第五章触发器的逻辑功能及其描述方法CMOS边沿触发器特性表101100

Qn

CPD

Qn

Qn+1

001

1

0101

×

×

×D触发器真值表D

Qn+1

0101CP跳变为高电平后TG1截止，切断了输入端D与主电路之间的联系，所以输出端的变化仅取决于CP上升沿到达前瞬间D的状态。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法带异步置位、复位端的CMOS边沿触发器边沿触发逻辑符号DRDSDCPQQCISR1D第五章触发器的逻辑功能及其描述方法例：D

触发器工作波形图CDQ上升沿触发翻转DRDSDCPQQCISR1D第五章触发器的逻辑功能及其描述方法*二.维持阻塞触发器1.维持阻塞结构的RS触发器&G2&G1QQSR&G3&G4&G6&G5CPS′R′第五章触发器的逻辑功能及其描述方法&G1&G3&G4CPQQ&G2S′R′S&G5①R&G6②置1维持线置0维持线③④置0阻塞线置1阻塞线第五章触发器的逻辑功能及其描述方法2.维持阻塞结构的D触发器（1）D

=0触发器状态不变当CP

=0时当CP

=1时触发器置“0”在C

=1期间，触发器保持“0”不变011101100101封锁第五章触发器的逻辑功能及其描述方法（1）D

=1触发器状态不变当CP

=0时当CP

=1时触发器置“1”在C

=1期间，触发器保持“1”不变011110001011封锁封锁第五章触发器的逻辑功能及其描述方法具有异步置位、复位端和多输入端的维持阻塞D触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法*三、利用传输延迟时间的边沿触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法触发器的次态仅仅取决于CP信号上升沿（或下降沿）到达时刻输入信号的状态。而在此之前和之后输入状态的变化对触发器的次态没有影响。边沿触发器的动作特点：触发方式：边沿触发方式第五章触发器的逻辑功能及其描述方法集成边沿D触发器注意：CC4013的异步输入端RD和SD为高电平有效。CP上升沿触发第五章触发器的逻辑功能及其描述方法5.6触发器的逻辑功能及其描述方法5.6.1触发器按逻辑功能的分类一、RS触发器1.定义：凡在时钟信号作用下逻辑功能符合右表的触发器即为RS触发器。RS触发器特性表如：电平触发SR触发器、脉冲触发(主从)RS触发器和维持阻塞RS触发器。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法2.特性方程（又称为状态方程）由特性表得到Qn+1的状态转换卡诺图。

RS触发器的Qn+1卡诺图进一步可写出Qn+1的表达式。S

RQnQn+10

00

001010

10

101001

01

001111

11

101××输入输出约束条件表示不允许将R、S同时取为1第五章触发器的逻辑功能及其描述方法3.状态转换图

RS触发器的状态转换图

两个圆圈表示状态0和1箭头表示状态转换的方向在箭头旁边用文字或符号表示实现转换所必备的条件第五章触发器的逻辑功能及其描述方法二、JK触发器1.JK触发器特性表2.JK触发器状态表如：主从JK触发器和边沿JK触发器。第五章触发器的逻辑功能及其描述方法3.特性方程4.状态转换图JK触发器的状态转换图第五章触发器的逻辑功能及其描述方法具有保持和翻转功能。1.特性表

三、

T触发器2.功能表

第五章触发器的逻辑功能及其描述方法3.特性方程4.状态转换图令JK触发器的J＝K＝T，就可实现T触发器。JK触发器接成T触发器第五章触发器的逻辑功能及其描述方法5.T′触发器（1）T′触发器的功能把T=1时的T触发器称为计数型触发器，又叫做T′触发器。