觸發(fā)器和時(shí)序邏輯

1、觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路數(shù)字電路的分類中,按電路有無(wú)記憶特性可分為哪幾類?組合邏輯電路：邏輯電路的輸出只與當(dāng)時(shí)的輸入有關(guān)，與電路以前的輸入無(wú)關(guān)(即電路無(wú)記憶功能)。時(shí)序邏輯電路：邏輯電路的輸出不僅與當(dāng)時(shí)的輸入有關(guān)，還與電路過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)(即電路有記憶功能)。時(shí)序邏輯電路的組成：由一般的門(mén)電路和具有記憶功能的觸發(fā)器組成。時(shí)序電路特點(diǎn)時(shí)序電路特點(diǎn):在任何時(shí)刻電路產(chǎn)生的穩(wěn)定輸出信號(hào)不僅與該時(shí)刻電路的輸入信號(hào)有關(guān)，而且還與電路過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)。由于它與過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)，所以電路中必須具有“記憶”功能的器件，記住電路過(guò)去的狀態(tài)，并與輸入信號(hào)共同決定電路的現(xiàn)時(shí)輸出。其電路框圖如圖所示,組合邏輯

2、記憶元件x1(t)xn(t)Ql(t)nQ1(t)nF1(t)Fr(t)W1(t)Wm(t)時(shí)序電路框圖 時(shí)序電路分類時(shí)序電路分類:時(shí)序電路可分為兩大類時(shí)序電路可分為兩大類：同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路。同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路。 在同步時(shí)序電路中在同步時(shí)序電路中，電路的狀態(tài)僅僅在統(tǒng)一的信號(hào)脈，電路的狀態(tài)僅僅在統(tǒng)一的信號(hào)脈沖沖(稱為時(shí)鐘脈沖，通常用稱為時(shí)鐘脈沖，通常用CP表示表示)控制下才同時(shí)變化一次。控制下才同時(shí)變化一次。如果如果CP脈沖沒(méi)來(lái)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，脈沖沒(méi)來(lái)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化， 它可能會(huì)影它可能會(huì)影響輸出，但絕不會(huì)改變電路的狀態(tài)響輸出，但絕不會(huì)改變電路的狀態(tài)(即記憶電路的

3、狀態(tài)即記憶電路的狀態(tài))。 在異步時(shí)序電路中在異步時(shí)序電路中，記憶元件的狀態(tài)變化不是同時(shí)發(fā)生，記憶元件的狀態(tài)變化不是同時(shí)發(fā)生的。這種電路中沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖。任何輸入信號(hào)的變的。這種電路中沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖。任何輸入信號(hào)的變化都可能立刻引起異步時(shí)序電路狀態(tài)的變化化都可能立刻引起異步時(shí)序電路狀態(tài)的變化。13-1 觸發(fā)器觸發(fā)器 觸發(fā)器觸發(fā)器：具有記憶功能、能儲(chǔ)存數(shù)字信息的常用的一種基本單元具有記憶功能、能儲(chǔ)存數(shù)字信息的常用的一種基本單元電路。（能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的基本單元）電路。（能夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的基本單元） 觸發(fā)器的特點(diǎn)觸發(fā)器的特點(diǎn)：1 1、有兩個(gè)能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來(lái)表示邏輯、有

4、兩個(gè)能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來(lái)表示邏輯0 0和邏輯和邏輯1 1，即在，即在不同的輸入情況下，它可以被置成不同的輸入情況下，它可以被置成0 0狀態(tài)或狀態(tài)或1 1狀態(tài)。狀態(tài)。2 2、在無(wú)外界信號(hào)作用時(shí)，觸發(fā)器能保持原狀態(tài)不變。、在無(wú)外界信號(hào)作用時(shí)，觸發(fā)器能保持原狀態(tài)不變。3 3、在適當(dāng)輸入信號(hào)作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸、在適當(dāng)輸入信號(hào)作用下，可從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)；在輸入信號(hào)取消后，能將獲得的新?tīng)顟B(tài)保存下來(lái)（此即為記憶功能）。入信號(hào)取消后，能將獲得的新?tīng)顟B(tài)保存下來(lái)（此即為記憶功能）。4 4、在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個(gè)輸出端的狀態(tài)和必須是互補(bǔ)關(guān)系，即有約束條在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個(gè)輸出端的狀態(tài)

5、和必須是互補(bǔ)關(guān)系，即有約束條件件。 觸發(fā)器的分類觸發(fā)器的分類：1 1、按、按觸發(fā)方式觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式2 2、按、按邏輯功能邏輯功能分：分：R-SR-S觸發(fā)器、觸發(fā)器、D D觸發(fā)器、觸發(fā)器、J-KJ-K觸發(fā)器和觸發(fā)器和T T觸發(fā)觸發(fā)3 3、按、按結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分：基本觸發(fā)器、時(shí)鐘觸發(fā)器分：基本觸發(fā)器、時(shí)鐘觸發(fā)器 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)：是指觸發(fā)器從：是指觸發(fā)器從0 0狀態(tài)變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)? 1狀態(tài)，或從狀態(tài)，或從1 1狀態(tài)變?yōu)闋顟B(tài)變?yōu)? 0狀態(tài)。狀態(tài)。一、基一、基 本本 RS RS 觸觸 發(fā)發(fā) 器器一、電路圖與邏輯符：一、電路圖與邏輯符：1

6、 1、基本、基本RSRS觸發(fā)器通常由兩個(gè)邏輯門(mén)電路交叉相連而成。下圖是兩個(gè)與非觸發(fā)器通常由兩個(gè)邏輯門(mén)電路交叉相連而成。下圖是兩個(gè)與非門(mén)組成的基本門(mén)組成的基本RSRS觸發(fā)器的觸發(fā)器的。分析：分析：1 1）有兩個(gè)輸出輸出端）有兩個(gè)輸出輸出端原碼輸出和原碼輸出和反碼輸出，即一個(gè)是反碼輸出，即一個(gè)是0 0電平，另一個(gè)是電平，另一個(gè)是1 1電電平，當(dāng)平，當(dāng) Q=0Q=0時(shí)，稱觸發(fā)器處于時(shí)，稱觸發(fā)器處于0 0狀態(tài)；當(dāng)狀態(tài)；當(dāng)Q=1Q=1時(shí)，稱觸發(fā)器處于時(shí)，稱觸發(fā)器處于1 1狀態(tài)。（觸發(fā)器正狀態(tài)。（觸發(fā)器正常工作時(shí)只有這兩種狀態(tài)）常工作時(shí)只有這兩種狀態(tài)）2 2）有兩個(gè)輸入端，字母上的）有兩個(gè)輸入端，字母上的

7、“”非號(hào)非號(hào)以及邏輯符號(hào)圖上的小圓圈以及邏輯符號(hào)圖上的小圓圈“”表示表示0 0電平有效，即電平有效，即0 0電平有可能使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。電平有可能使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。11101101Q RD=1，SD=1，Q=0：=1兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：Q RD=1，SD=1，Q=1：=0RD、SD為為1輸出不變輸出不變 SR QQ&工作原理工作原理R SQ10011 00R=0、S=1時(shí)：由于R=0，不論原來(lái)Q為0還是1，都有Q=1；再由S=1、Q=1可得Q0。即不論觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)都將變成0狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置0或復(fù)位。R端稱為觸發(fā)器的置0端或復(fù)位端。 SR QQ&0110R SQ1 00R=1

8、、S=0時(shí)：由于S=0，不論原來(lái)Q為0還是1，都有Q=1；再由R=1、Q=1可得Q0。即不論觸發(fā)器原來(lái)處于什么狀態(tài)都將變成1狀態(tài)，這種情況稱將觸發(fā)器置1或置位。S端稱為觸發(fā)器的置1端或置位端。0 11 SR QQ&1110R=1、S=1時(shí)：根據(jù)與非門(mén)的邏輯功能不難推知，觸發(fā)器保持原有狀態(tài)不變，即原來(lái)的狀態(tài)被觸發(fā)器存儲(chǔ)起來(lái)，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶能力。R SQ1 000 111 1不變10 SR QQ&0011R SQ1 000 111 1不變0 0不定R=0、S=0時(shí)：Q=Q=1，不符合觸發(fā)器的邏輯關(guān)系。并且由于與非門(mén)延遲時(shí)間不可能完全相等，在兩輸入端的0同時(shí)撤除后，將不能確定觸發(fā)器是處于1狀

9、態(tài)還是0狀態(tài)。所以觸發(fā)器不允許出現(xiàn)這種情況，這就是基本RS觸發(fā)器的約束條件。R SnQ1nQ功 能0 0 00 0 1不 用不 用不 允 許0 1 00 1 10001nQ置01 0 01 0 11111nQ置11 1 01 1 101nnQQ 1保 持特性表（真值表）特性表（真值表）現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號(hào)之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號(hào)之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。1SRQRSQDDnDD1n約束條件，不約束條件，不能同時(shí)為零能同時(shí)為零RSQQ置1置0置1置1置1保持不允許基本基本RS觸發(fā)器的特點(diǎn)觸發(fā)器的特點(diǎn)（1）觸發(fā)器的次態(tài)不僅與輸入信號(hào)狀態(tài)有關(guān)，而且與觸發(fā)器的

10、現(xiàn)態(tài)有關(guān)。（2）電路具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在無(wú)外來(lái)觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)，電路將保持原狀態(tài)不變。（3）在外加觸發(fā)信號(hào)有效時(shí)，電路可以觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)置0或置1。（4）在穩(wěn)定狀態(tài)下兩個(gè)輸出端的狀態(tài)和必須是互補(bǔ)關(guān)系，即有約束條件。在數(shù)字電路中，凡根據(jù)輸入信號(hào)R、S情況的不同，具有置0、置1和保持功能的電路，都稱為RS觸發(fā)器。同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 1 1、）基本、）基本RSRS觸發(fā)器的狀態(tài)直接受輸入信號(hào)的控制，只要觸發(fā)器的狀態(tài)直接受輸入信號(hào)的控制，只要輸入端出現(xiàn)置輸入端出現(xiàn)置0 0或置或置1 1信號(hào)，則觸發(fā)器立即轉(zhuǎn)入新的工作狀信號(hào)，則觸發(fā)器立即轉(zhuǎn)入新的工作狀態(tài)。態(tài)。 2 2、）在數(shù)字系統(tǒng)中，為了使系統(tǒng)協(xié)調(diào)

11、工作，往往要求各、）在數(shù)字系統(tǒng)中，為了使系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，往往要求各觸發(fā)器的狀態(tài)按照一定的時(shí)間節(jié)拍變化，這就要求引入一觸發(fā)器的狀態(tài)按照一定的時(shí)間節(jié)拍變化，這就要求引入一個(gè)控制信號(hào)，使得各觸發(fā)器在控制信號(hào)的作用下按照輸入個(gè)控制信號(hào)，使得各觸發(fā)器在控制信號(hào)的作用下按照輸入信號(hào)改變狀態(tài)。通常引入的這個(gè)控制信號(hào)是一種周期性的信號(hào)改變狀態(tài)。通常引入的這個(gè)控制信號(hào)是一種周期性的矩形波，把這種周期性的矩形波叫做時(shí)鐘脈沖，或稱時(shí)鐘矩形波，把這種周期性的矩形波叫做時(shí)鐘脈沖，或稱時(shí)鐘信號(hào)，簡(jiǎn)稱時(shí)鐘，用信號(hào)，簡(jiǎn)稱時(shí)鐘，用CP(Clock PulseCP(Clock Pulse的縮寫(xiě)的縮寫(xiě)) )表示。表示。 3 3、）受

12、時(shí)鐘信號(hào)控制的觸發(fā)器統(tǒng)稱為鐘控觸發(fā)器，又稱、）受時(shí)鐘信號(hào)控制的觸發(fā)器統(tǒng)稱為鐘控觸發(fā)器，又稱為同步觸發(fā)器。為同步觸發(fā)器。 4 4、）同步觸發(fā)器的種類有同步、）同步觸發(fā)器的種類有同步RSRS觸發(fā)器、觸發(fā)器、JKJK觸發(fā)器、觸發(fā)器、D D觸觸發(fā)器等多種形式。發(fā)器等多種形式。同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器1. 1. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)同步同步RSRS觸發(fā)器是在基本的觸發(fā)器是在基本的RSRS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)時(shí)鐘脈沖觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)時(shí)鐘脈沖CP CP 控制的門(mén)電路，控制的門(mén)電路，G3G3、G4G4后構(gòu)成的，電路結(jié)構(gòu)如圖后構(gòu)成的，電路結(jié)構(gòu)如圖(a)(a)所示，圖所示，圖(b)(b)（c c）為其

13、圖形符號(hào)。圖中為其圖形符號(hào)。圖中CPCP為時(shí)鐘脈沖輸入端，簡(jiǎn)稱鐘控端為時(shí)鐘脈沖輸入端，簡(jiǎn)稱鐘控端CPCP，R R 和和S S為為信號(hào)輸入端。圖中信號(hào)輸入端。圖中R R、S S為控制輸入端，控制觸發(fā)器的最終狀態(tài)，為控制輸入端，控制觸發(fā)器的最終狀態(tài)，R R與與S S上沒(méi)有非號(hào)上沒(méi)有非號(hào)“-”-”說(shuō)明是高電平有效，即高電平使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。說(shuō)明是高電平有效，即高電平使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。G1 G2G3 G4S CP RS CP R&Q QS CP RS CP RQ QQ Q(a) 邏輯電路(b) 曾用符號(hào)1S C1 1RQ Q(c) 國(guó)標(biāo)符號(hào)&RS同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器 2. 2. 工作原理工作原理 1

14、1、）、）當(dāng)當(dāng)CP = 0CP = 0時(shí)時(shí)，門(mén)，門(mén)G3G3、G4G4被封鎖，不管被封鎖，不管R R 端和端和S S端的信端的信號(hào)如何變化，都輸出號(hào)如何變化，都輸出1 1，這時(shí)對(duì)于由，這時(shí)對(duì)于由G1G1、G2G2構(gòu)成的基本構(gòu)成的基本RSRS觸發(fā)器來(lái)說(shuō)，觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)均為觸發(fā)器來(lái)說(shuō)，觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)均為1 1，處于保持工，處于保持工作狀態(tài)，即作狀態(tài)，即Q Qn n+1 =Q+1 =Qn n。 2 2、）、）當(dāng)當(dāng)CP=1 CP=1 時(shí)時(shí)，觸發(fā)器工作，其邏輯功能如下：，觸發(fā)器工作，其邏輯功能如下： R R=0, =0, S S= =, , Q Qn+1n+1=1=1，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置“1”

15、1”； R R=1,=1, S S=0, =0, Q Q n+1n+1=0=0，觸發(fā)器置，觸發(fā)器置“0”0”； R R= =S S=0, =0, Q Qn+1n+1= =Q Qn n，觸發(fā)器狀態(tài)不變；，觸發(fā)器狀態(tài)不變； R R= =S S=1, =1, 觸發(fā)器失效，工作時(shí)不允許。觸發(fā)器失效，工作時(shí)不允許。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不用不用不允許特特性性表表特性特性方程方程 01RSQRSQnnCP

16、=1期間有效期間有效主主要要特特點(diǎn)點(diǎn)波波形形圖圖（1）時(shí)鐘電平控制。在CP1期間接收輸入信號(hào)，CP0時(shí)狀態(tài)保持不變，與基本RS觸發(fā)器相比，對(duì)觸發(fā)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?cè)黾恿藭r(shí)間控制。（2）R、S之間有約束。不能允許出現(xiàn)R和S同時(shí)為1的情況，否則會(huì)使觸發(fā)器處于不確定的狀態(tài)。C PRSQQ不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變集成集成JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器 1 1、基本觸發(fā)器的特征？、基本觸發(fā)器的特征？ 、同步觸發(fā)器的特征？、同步觸發(fā)器的特征？ 、根據(jù)所畫(huà)的波形圖觀察一下同步、根據(jù)所畫(huà)的波形圖觀察一下同步觸發(fā)器的工作情況。觸發(fā)器的工作情況。 、空翻：同步觸發(fā)器在高電平、空翻：同步觸發(fā)器在高電平期間若的狀

17、態(tài)連續(xù)變化，則觸發(fā)器的期間若的狀態(tài)連續(xù)變化，則觸發(fā)器的狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)兩次以上的現(xiàn)象，稱為空狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)兩次以上的現(xiàn)象，稱為空翻。翻。觸發(fā)器的空翻觸發(fā)器的空翻 以同步RS觸發(fā)器為例。設(shè)起始態(tài)Q=0。 正常情況，CP=1期間，R=0, S=1，則C=1, D=0使觸發(fā)器產(chǎn)生置位動(dòng)作，Q=1, Q =0。當(dāng)S和R均發(fā)生變化，即R=1, S=0，如圖 19 所示，對(duì)應(yīng)時(shí)刻t使D從0 回到 1，C由 1 回到 0，觸發(fā)器又回到Q=0, Q=1 狀態(tài)，這就稱為空翻現(xiàn)象。 ACDQQCPRS&C&B&D&CPSRDCQQt圖 19 觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象 集成觸發(fā)器、為了避免出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，引入了無(wú)空翻觸發(fā)器。如

18、觸發(fā)器、為了避免出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，引入了無(wú)空翻觸發(fā)器。如觸發(fā)器、觸發(fā)器。觸發(fā)器。、觸發(fā)器的邏輯圖和邏輯符號(hào)：、觸發(fā)器的邏輯圖和邏輯符號(hào)：G3 G4G1 G2J CP KJ CP KJ CP KQ QJ CP KQ QQ Q(a) 邏輯電路(b) 曾用符號(hào)1J C1 1KQ Q(c) 國(guó)標(biāo)符號(hào)&、觸發(fā)器的觸發(fā)方式：、觸發(fā)器的觸發(fā)方式：、）、）電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式：觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)在的高電平或低電平：觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)在的高電平或低電平期間進(jìn)行，即為電平觸發(fā)。（一般為高電平觸發(fā)）期間進(jìn)行，即為電平觸發(fā)。（一般為高電平觸發(fā)）、）、）邊沿觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式：觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)在的上升沿或：觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)在的上升沿或的下降

19、沿時(shí)刻進(jìn)行，即為邊沿觸發(fā)。（一個(gè)完整的脈沖一的下降沿時(shí)刻進(jìn)行，即為邊沿觸發(fā)。（一個(gè)完整的脈沖一般可分為上升沿、高電平、下降沿、低電平四個(gè)階段）般可分為上升沿、高電平、下降沿、低電平四個(gè)階段）、）、）主從觸發(fā)方式主從觸發(fā)方式、上圖中端的符號(hào)、上圖中端的符號(hào)“”表示的是采用表示的是采用邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)方式；方式；而端有而端有“”表示采用表示采用下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)（如右圖），（如右圖），端端無(wú)無(wú)“”表示采用表示采用上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)（如左圖）。（如左圖）。觸發(fā)器的邏輯功能（電平觸發(fā)）觸發(fā)器的邏輯功能（電平觸發(fā)） 特性表特性表CP J K QnQn+1功能0 QnnnQQ1保持1 0 0 01 0

20、 0 101nnQQ1保持1 0 1 01 0 1 10001nQ 置01 1 0 01 1 0 11111nQ 置11 1 1 01 1 1 110nnQQ1翻轉(zhuǎn)JK=00時(shí)不變時(shí)不變JK=01時(shí)置時(shí)置0JK=10時(shí)置時(shí)置1JK=11時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器的邏輯功能（電平觸發(fā)）觸發(fā)器的邏輯功能（電平觸發(fā)）波形圖波形圖CPJKQQ觸發(fā)器的邏輯功能（邊沿觸發(fā)）觸發(fā)器的邏輯功能（邊沿觸發(fā)）、觀察一下波形圖，該觸發(fā)器是采用上升沿觸發(fā)、觀察一下波形圖，該觸發(fā)器是采用上升沿觸發(fā)還是采用下降沿觸發(fā)？還是采用下降沿觸發(fā)？、總結(jié)一下觸發(fā)器的邏輯功能。、總結(jié)一下觸發(fā)器的邏輯功能。1JC1RSRdCPJSd1KKQQ

21、(b)(a)CPJKQQ觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)器的邏輯功能JKQnQn+100001111001100110101010101001110JKQn+100110101Qn （保持）（保持）0 （置（置0）1 （置（置1）（翻轉(zhuǎn)）（翻轉(zhuǎn)）觸發(fā)器小結(jié)觸發(fā)器小結(jié)、不論采用何種觸發(fā)方式，觸發(fā)器的、不論采用何種觸發(fā)方式，觸發(fā)器的邏輯功邏輯功能都是相同能都是相同的，其邏輯功能的，其邏輯功能取決于控制輸入端取決于控制輸入端。、在數(shù)字電路中，凡在在數(shù)字電路中，凡在CPCP時(shí)鐘脈沖控制下，根據(jù)時(shí)鐘脈沖控制下，根據(jù)輸入信號(hào)輸入信號(hào)J J、K K情況的不同，具有置情況的不同，具有置0 0、置、置1 1、保持、保持和翻

22、轉(zhuǎn)功能的電路，都稱為和翻轉(zhuǎn)功能的電路，都稱為JKJK觸發(fā)器。觸發(fā)器。主從觸發(fā)器、觸發(fā)器內(nèi)部由兩個(gè)小觸發(fā)器，一個(gè)是主觸發(fā)器，一個(gè)從觸發(fā)器。、工作原理：主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)在為高電平期間進(jìn)行，主觸發(fā)器接受并儲(chǔ)存信號(hào)；當(dāng)進(jìn)入到下降沿時(shí)從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器的狀態(tài)為從觸發(fā)器的狀態(tài)?？梢?jiàn)整個(gè)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是在的下降沿進(jìn)行的。G1 G2J K CP G7 主 G8G5 G6 G3 從 G4Q Q1G9Qm Qm&J K QnQn+1功能0 0 00 0 101nnQQ1 保持0 1 00 1 10001nQ 置 01 0 01 0 11111nQ 置 11 1 01 1 110nnQQ1 翻轉(zhuǎn)特特性性表表CPJKQ時(shí)

23、時(shí)序序圖圖 Q Q J KJ CP KQ Q曾用符號(hào) 1J 1KJ CP KQ Q國(guó)標(biāo)符號(hào)CPC1電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)主從主從JKJK觸發(fā)器采用主從控制結(jié)觸發(fā)器采用主從控制結(jié)構(gòu)，從根本上解決了輸入信號(hào)直構(gòu)，從根本上解決了輸入信號(hào)直接控制的問(wèn)題，具有接控制的問(wèn)題，具有CPCP1 1期間期間接收輸入信號(hào)，接收輸入信號(hào)，CPCP下降沿到來(lái)時(shí)下降沿到來(lái)時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。觸發(fā)翻轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。輸入信號(hào)輸入信號(hào)J J、K K之間沒(méi)有約束。之間沒(méi)有約束。存在一次變化問(wèn)題。即主從存在一次變化問(wèn)題。即主從JKJK觸發(fā)器中的主觸發(fā)器，在觸發(fā)器中的主觸發(fā)器，在CPCP1 1期期間其狀態(tài)能且只能變化一次，這間其

24、狀態(tài)能且只能變化一次，這種變化可以是種變化可以是J J、K K變化引起，也變化引起，也可以是干擾脈沖引起，因此其抗可以是干擾脈沖引起，因此其抗干擾能力尚需進(jìn)一步提高。干擾能力尚需進(jìn)一步提高。&(a) 電路 Q Q(b) 邏輯符號(hào) SD J C K RDS2 Q2C2R2 Q2從觸發(fā)器S1 Q1C1R1 Q1主觸發(fā)器1 J C K SD RDQQ主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器工工作作原原理理（1）接收輸入信號(hào)的過(guò)程。C=1時(shí)，主觸發(fā)器被打開(kāi)，可以接收輸入信號(hào)J、K，其輸出狀態(tài)由輸入信號(hào)的狀態(tài)決定。但由于C=0，從觸發(fā)器被封鎖，無(wú)論主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)如何變化，對(duì)從觸發(fā)器均無(wú)影響，即觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不

25、變。&S2 Q2C2R2 Q2從觸發(fā)器S1 Q1C1R1 Q1主觸發(fā)器1 J C K SD RDQQ（2）輸出信號(hào)過(guò)程當(dāng)C下降沿到來(lái)時(shí)，即C由1變?yōu)?時(shí)，主觸發(fā)器被封鎖，無(wú)論輸入信號(hào)如何變化，對(duì)主觸發(fā)器均無(wú)影響，即在C=1期間接收的內(nèi)容被存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)，由于C由0變?yōu)?，從觸發(fā)器被打開(kāi)，可以接收由主觸發(fā)器送來(lái)的信號(hào)，其輸出狀態(tài)由主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)決定。在C=0期間，由于主觸發(fā)器保持狀態(tài)不變，因此受其控制的從觸發(fā)器的狀態(tài)也即Q、Q的值當(dāng)然不可能改變。&S2 Q2C2R2 Q2從觸發(fā)器S1 Q1C1R1 Q1主觸發(fā)器1 J C K SD RDQQ邏邏輯輯功功能能分分析析（1）J=0、K=0。設(shè)觸發(fā)

26、器的初始狀態(tài)為0，此時(shí)主觸發(fā)器的R1=0、S1=0 ，在C=1時(shí)主觸發(fā)器保持0狀態(tài)不變；當(dāng)C從1變0時(shí)，由于從觸發(fā)器的R2=1、S2=0，也保持為0狀態(tài)不變。如果觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1，當(dāng)C從1變0時(shí)，觸發(fā)器則保持1狀態(tài)不變。可見(jiàn)不論觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)如何，當(dāng)J=K=0時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)均保持不變。&S2 Q2C2R2 Q2從觸發(fā)器S1 Q1C1R1 Q1主觸發(fā)器1 JCP K SD RDQQ（2）J=0、K=1。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，此時(shí)主觸發(fā)器的R1=0、S1=0 ，在C=1時(shí)主觸發(fā)器保持0狀態(tài)不變；當(dāng)C從1變0時(shí)，由于從觸發(fā)器的R2=1、S2=0，也保持為0狀態(tài)不變。如果觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1

27、，則由于R1=1、S1=0，在C=1時(shí)將主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)；當(dāng)C從1變0時(shí)，從觸發(fā)器狀態(tài)也翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)?？梢?jiàn)不論觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)如何，當(dāng)J=0、K=1時(shí)，輸入時(shí)鐘脈沖C后，觸發(fā)器的狀態(tài)均為0狀態(tài)。&S2 Q2C2R2 Q2從觸發(fā)器S1 Q1C1R1 Q1主觸發(fā)器1 JCP K SD RDQQ（3）J=1、K=0。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，此時(shí)主觸發(fā)器的R1=0、S1=1 ，在C=1時(shí)主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為1狀態(tài)；當(dāng)C從1變0時(shí)，由于從觸發(fā)器的R2=0、S2=1，翻轉(zhuǎn)為1狀態(tài)。如果觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1，則由于R1=0、S1=0，在C=1時(shí)主觸發(fā)器狀態(tài)保持1狀態(tài)不變；當(dāng)C從1變0時(shí)，由于從觸發(fā)器的R2=0

28、、S2=1，從觸發(fā)器狀態(tài)也狀態(tài)保持1狀態(tài)不變?？梢?jiàn)不論觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)如何，當(dāng)J=1、K=0時(shí)，輸入時(shí)鐘脈沖C后，觸發(fā)器的狀態(tài)均為1狀態(tài)。&S2 Q2C2R2 Q2從觸發(fā)器S1 Q1C1R1 Q1主觸發(fā)器1 JCP K SD RDQQ（4）J=1、K=1。設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，此時(shí)主觸發(fā)器的R1=0、S1=1 ，在C=1時(shí)主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為1狀態(tài)；當(dāng)C從1變0時(shí)，由于從觸發(fā)器的R2=0、S2=1，翻轉(zhuǎn)為1狀態(tài)。如果觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1，則由于R1=1、S1=0，在C=1時(shí)將主觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)；當(dāng)C從1變0時(shí)，由于從觸發(fā)器的R2=1、S2=0，從觸發(fā)器狀態(tài)也翻轉(zhuǎn)為0狀態(tài)。可見(jiàn)不論觸發(fā)器原來(lái)的狀態(tài)

29、如何，當(dāng)J=1、K=1時(shí)，輸入時(shí)鐘脈沖C后，觸發(fā)器的狀態(tài)必定與原來(lái)的狀態(tài)相反。由于每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘脈沖C觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，所以這種情況下的JK觸發(fā)器具有計(jì)數(shù)功能。G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&帶清零端和預(yù)置端的帶清零端和預(yù)置端的主從主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器RD=0，直接置001111001SD=0，直接置1G1 G2J K CP G7 G8G5 G6 G3 G4Q Q1G9RDSD&10001111 SDJ CP K RD Q QSD RD J KJ CP KQ Q曾用符號(hào)國(guó)標(biāo)符號(hào)CPRDSD S 1J 1K R Q QC1帶清零端和預(yù)置端的主從帶清零

30、端和預(yù)置端的主從JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)觸發(fā)器的邏輯符號(hào)同步同步D觸發(fā)器觸發(fā)器G3 G4G1 G2 S RDG1 G2CPQ Q(a) D 觸發(fā)器的構(gòu)成1D D CP 1D C1Q Q(c) 邏輯符號(hào)CPG3 G4&Q Q(b) D 觸發(fā)器的簡(jiǎn)化電路SR&同步同步D D觸發(fā)器觸發(fā)器 上圖中左圖是采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，右圖是采用下降沿除法的D觸發(fā)器。若既沒(méi)有“”也沒(méi)有“O”的則是電平觸發(fā)方式。D D觸發(fā)器的邏輯功能（電平觸發(fā)）觸發(fā)器的邏輯功能（電平觸發(fā)）當(dāng)當(dāng)CP=0 CP=0 時(shí)，觸發(fā)器不工作，觸發(fā)器處于維持狀態(tài)。時(shí)，觸發(fā)器不工作，觸發(fā)器處于維持狀態(tài)。 當(dāng)當(dāng)CP=1 CP=1 時(shí)，觸發(fā)器功能如下

31、：時(shí)，觸發(fā)器功能如下： D D=0, =0, 與非門(mén)輸與非門(mén)輸G3G3出為出為 1 1，與非門(mén)，與非門(mén)G4G4輸出為輸出為 0 0，則，則Q Qn+1n+1=0;=0; D D=1=1，與非門(mén)，與非門(mén)G3G3門(mén)輸出為門(mén)輸出為 0 0，G4G4輸出為輸出為 1 1，則，則Q Q n+1n+1=1=1。D觸發(fā)器真值表觸發(fā)器真值表 D QnQn+10 000 101 011 11 狀態(tài)表、狀態(tài)圖及特征方程狀態(tài)表、狀態(tài)圖及特征方程 Qn+1=D即觸發(fā)器向何狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，由當(dāng)前輸入控制函數(shù)D確定： D=0，則Qn+1=0; D=1，則Q n+1=1。 如已知CP、D端波形，則D觸發(fā)器狀態(tài)波形如圖 所示。 波

32、波形形圖圖在數(shù)字電路中，凡在CP時(shí)鐘脈沖控制下，根據(jù)輸入信號(hào)D情況的不同，具有置0、置1功能的電路，都稱為D觸發(fā)器。CPDQQDQn1CP=1期間有效期間有效邊沿邊沿D觸發(fā)器觸發(fā)器工作原理工作原理G5 G6G1 G2CPG3 從 G4&Q Q1G7 主 G8&1D1QmQm&（1）CP0時(shí)，門(mén)G7、G8被封鎖，門(mén)G3、G4打開(kāi)，從觸發(fā)器的狀態(tài)取決于主觸發(fā)器Q=Qm、Q=Qm，輸入信號(hào)D不起作用。（2）CP1時(shí)，門(mén)G7、G8打開(kāi)，門(mén)G3、G4被封鎖，從觸發(fā)器狀態(tài)不變，主觸發(fā)器的狀態(tài)跟隨輸入信號(hào)D的變化而變化，即在CP1期間始終都有Qm=D。G5 G6G1 G2CPG3 從 G4&Q Q1G7 主

33、 G8&1D1QmQm&DQn1下降沿時(shí)刻有效（3）CP下降沿到來(lái)時(shí)，封鎖門(mén)G7、G8，打開(kāi)門(mén)G3、G4，主觸發(fā)器鎖存CP下降時(shí)刻D的值，即Qm=D，隨后將該值送入從觸發(fā)器，使Q=D、Q=D。（4）CP下降沿過(guò)后，主觸發(fā)器鎖存的CP下降沿時(shí)刻D的值被保存下來(lái)，而從觸發(fā)器的狀態(tài)也將保持不變。綜上所述，邊沿D觸發(fā)器的特性方程為： 集集 成成 D觸觸 發(fā)發(fā) 器（上升沿觸發(fā)）器（上升沿觸發(fā)）1DC1RSRdCPDSdQQ1234567CPRdSdDQ(b)(a)(a) 邏輯符號(hào)； (b) 波形圖DQnQn+1001101010011 T觸發(fā)器觸發(fā)器 (a)(b)ASdQQ&CPT(D)RdB&C&D&

34、ASdQQ&CPTab(R)(S)RdB&C&D&T觸發(fā)器 (a) 對(duì)稱型； (b) 非對(duì)稱型 nnnQTQTQ1nnQRSQ1nnnQQTQTnnnQQTQT)(nnQTQTnQT1. 功能描述功能描述 當(dāng)CP=1時(shí)，功能如下：設(shè)原態(tài)Qn=0，經(jīng)反饋線a使C門(mén)封閉，反饋線b使D門(mén)開(kāi)啟。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖T加進(jìn)來(lái)(T=1)，D門(mén)輸出為0，C門(mén)輸出為1，則Q由“0”態(tài)翻為“1”態(tài)，Q 翻為“0”態(tài)，翻轉(zhuǎn)一次。如原態(tài)為1，情況正好相反，反饋線使C門(mén)開(kāi)啟，D門(mén)關(guān)閉，C門(mén)輸出為 0，D門(mén)輸出為1。則當(dāng)T=1 時(shí)，觸發(fā)器Q端由1翻為0，Q端由 0 翻為 1，翻轉(zhuǎn)一次。其真值表如下表 所示。 T觸發(fā)器真值表觸發(fā)器

35、真值表 T QnQn+10 000 111 011 10nnnQTQTQ1TQnQn+1001101010110小結(jié)：觸發(fā)器是數(shù)字電路的極其重要的基本單元。觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)穩(wěn)態(tài)；無(wú)外界信號(hào)作用時(shí)狀態(tài)保持不變。因此，觸發(fā)器可以作為二進(jìn)制存儲(chǔ)單元使用。觸發(fā)器的邏輯功能可以用真值表、卡諾圖、特性方程、狀態(tài)圖和波形圖等5種方式來(lái)描述。觸發(fā)器的特性方程是表示其邏輯功能的重要邏輯函數(shù)，在分析和設(shè)計(jì)時(shí)序電路時(shí)常用來(lái)作為判斷電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的依據(jù)。各種不同邏輯功能的觸發(fā)器的特性方程為：RS觸發(fā)器：Qn+1=S+RQn，其約束條件為：R+S1JK觸發(fā)器： Qn+1=JQn+KQnD觸發(fā)器： Qn+1=DT觸發(fā)器： Qn+1=TQn+TQnT觸發(fā)器： Qn+1=Qn同一種功能的觸發(fā)器，可以用不同的電路結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)；反過(guò)來(lái)，同一種電路結(jié)構(gòu)形式，可以構(gòu)成具有不同功能的各種類型觸發(fā)器。nnnQTQTQ1nnQQ1nnnQKQJQ1nn