1、第6章触发器 第第6章章触触 发发 器器 6.1基本基本RS触发器触发器 6.2钟控钟控RS触发器触发器 6.3主从触发器主从触发器 6.4边沿触发器边沿触发器 第6章触发器 6.1基本基本RS触发器触发器 6.1.1基本基本RS触发器的组成触发器的组成图61(a)所示的是由与非门组成的基本RS触发器电路，图61(b)是基本RS触发器的符号。基本RS触发器由两个与非门交叉组合构成。S和R是信号输入端，字母上的非号表示低电平有效（逻辑符号中用小圆圈表示）。它有两个输出端Q与Q，正常情况下，这两个输出端信号必须互补，否则会出现逻辑错误。通常规定Q端的状态决定触发器的状态，即Q=1（Q=0）称触发器
2、为1状态，简称1态；Q=0（Q=1）称触发器为0状态，简称0态。第6章触发器 图61基本RS触发器第6章触发器 6.1.2基本基本RS触发器的工作过程触发器的工作过程一般原状态用Qn表示，新状态用Qn+1表示，因为基本触发器有两个输入信号，所以有四种不同的组合作为输入，下面分别讨论。第6章触发器 第6章触发器 第6章触发器 第6章触发器 第6章触发器 6.1.3基本基本RS触发器的特性触发器的特性1.状态真值表及简明真值表状态真值表及简明真值表状态真值表是反映在输入信号作用下输出状态如何改变的一种表格。基本RS触发器的状态真值表如表61所示，有时把表61改写成简明真值表，如表62所示。第6章触
3、发器 表表61基本基本RS触发器的状态真值表触发器的状态真值表 第6章触发器 表表62基本基本RS触发器的简明真值表触发器的简明真值表 第6章触发器 2.特征方程特征方程特征方程是表61的数学表达方式，考虑R=S=0输入时会带来输出状态不定的影响，故由表61写出Qn+1表达式时，应该严禁这种输入。即 第6章触发器 3.激励表及激励图激励表及激励图如果已知现态和次态，要求各变量的输入组合，则要用到激励表和激励图。基本RS触发器的激励表如表63所示。图62所示的是基本RS触发器的激励图。第6章触发器 表63基本RS触发器的激励表 第6章触发器 图62基本RS触发器的激励图第6章触发器 4.时序图时
4、序图时序图是用高低电平反映触发器逻辑功能的波形图，它比较直观，而且可用示波器验证。图63列出了基本RS触发器的时序图。从图中可以看出，当R=S=0时，Q与Q功能紊乱，但电平仍然存在；当R和S同时由0跳到1时，状态出现不定。第6章触发器 图63基本RS触发器的时序图 第6章触发器 6.2钟控钟控RS触发器触发器当基本RS触发器的S、R端有信号时，输出端就有动作，其输出状态也随之改变，所以它在实际应用中受到一定限制。因此人们想到了利用传输门控制输入信号，只有当打开传输门的控制信号到来后，输入信号才能加到触发器输入端；否则，输入信号不能加在触发器输入端。这种结构的触发器称为钟控触发器。第6章触发器
5、6.2.1钟控钟控RS触发器的结构触发器的结构图64（a）所示的是钟控RS触发器的逻辑图。G1门和G2门构成基本RS触发器，G3门和G4门构成导引门，导引门打开与否取决于时钟控制信号CP（简称钟控信号）。当CP=0时，导引门关闭；当CP=1时，S和R作用于触发器，输出状态将随输入信号而变化。图64（b）所示的是钟控RS触发器符号。符号中“”表示时钟输入端CP，SD、RD是异步输入端，不受CP影响。第6章触发器 图64钟控RS触发器 第6章触发器 6.2.2钟控钟控RS触发器的工作过程触发器的工作过程1.CP=0当CP=0时，导引门关闭，输入信号R、S不能通过导引门，导引门输出均为1，由基本RS
6、触发器原理可知，此时输出应保持原状态，即 Qn+1=Qn 第6章触发器 2.CP=1当CP=1时，由图64（a）知道，触发器的状态将随输入S、R而改变。由于钟控RS触发器与基本RS触发器的输入端信号对应相反，因此它们的逻辑功能必定相反。其逻辑功能如下：(1)R=S=0时，有(2)R=1，S=0时，有 第6章触发器(3)R=0，S=1时，有(4)R=S=1时，有 第6章触发器 6.2.3钟控钟控RS触发器的特性触发器的特性1.状态真值表及简明真值表状态真值表及简明真值表钟控RS触发器的状态真值表如表64所示，其简明真值表如表65所示。第6章触发器 第6章触发器 2、特征方程、特征方程由表6-4求
7、出钟控R-S触发器特征方程。考虑R=S=1输入时，会带来输出状态紊乱，故应该严禁这种输入，即：（约束条件）第6章触发器 3.激励表及激励图激励表及激励图钟控RS触发器的激励表如表66所示，激励图如图65所示。第6章触发器 图65钟控RS触发器的激励图第6章触发器 4.时序图时序图钟控RS触发器的时序图如图66所示。图66钟控RS触发器的时序图 第6章触发器 5.空翻问题空翻问题在一个CP脉冲的CP=1期间，触发器的输出状态连续翻转两次或两次以上，这种现象称为空翻。如图67所示是钟控RS触发器发生空翻的过程。很显然，空翻的结果使CP的控制作用失去了意义。为了避免空翻现象，又要使触发器可靠翻转，对
8、CP=1的宽度要求极为严格，这在电路上实现起来比较困难，为此要加以改进。第6章触发器 图67空翻现象 第6章触发器 6.3主从触发器主从触发器主从触发器是克服空翻现象的一种电路，它的示意图如图68所示。主触发器接收外加信号，它的输出作为从触发器的输入，而从触发器的输出则作为整个触发器的最终输出。主从触发器均是钟控触发器，因此它们工作与否取决于CP信号。第6章触发器 图68主从触发器示意图第6章触发器 在CP由0跳变到1时，主触发器的导引门被打开，同时从触发器的导引门被关闭。主触发器接收外加信号，它的输出只能在从触发器输入端等待。由于从触发器此时被关闭，故输出没有变化。在CP由1跳变到0时，主触
9、发器的导引门被关闭，拒绝接收外加信号，主触发器的输出不变。但此时从触发器的导引门却被打开，原等在输入端的信号（主触发器的输出）确定了从触发器的输出，即整个触发器输出状态只在CP的下降沿时才能确定。综上所述，在一个完整的CP脉冲作用下，整个触发器状态只翻转了一次，克服了空翻现象。第6章触发器 6.3.1主从主从RS触发器触发器1.电路组成电路组成图69（a）所示电路是由两个钟控RS触发器和一个非门组成的主从RS触发器，其中G5G8门组成了主触发器，G1G4门组成了从触发器，CP信号除直接加到主触发器外，还经过G9门反相后加到从触发器。图69（b）是主从RS触发器的逻辑符号，符号中CP端的小圆圈表
10、示下降沿触发。第6章触发器 图69主从RS触发器 第6章触发器 信号只能在从触发器输入端等待。由于从触发器被关闭，故输出端仍保持原状态。第6章触发器 第6章触发器 主从RS触发器的状态真值表、简明真值表、特征方程和激励表（激励图）与钟控RS触发器的相同。通过以上分析可知，主从RS触发器显然在CP=1期间接收了外加信号，但输出端并不改变状态；只有当CP下降沿到来时，状态才发生翻转，即在一个CP期间克服了空翻现象。但主从RS触发器在CP=1时，S和R之间仍然有约束，可能出现输出状态不定现象。第6章触发器 第6章触发器 图610主从JK触发器 第6章触发器 2.工作原理工作原理1）CP=0当CP=0
11、时，主触发器始终关闭，根本不接收外加信号，故输出状态肯定不会改变，即 Qn+1=Qn 2）CP=1(1)J=K=0。当J=K=0时，主触发器的状态和CP=0时的完全一样，输出状态不会改变，具有保持功能，即 第6章触发器 通过以上分析可知，不论原状态是1还是0，当J=0，K=1时，在CP作用下，最终状态总是为0态，具有置0功能，即 第6章触发器(3)J=1，K=0。J=1，K=0的情况与J=0，K=1的情况正好相反，无论原状态如何，当J=1，K=0时，在CP作用下，最终的状态总是为1，具有置1功能，即 第6章触发器 第6章触发器 综上分析可知道，当输入J=K=1，在CP作用下，新状态总是和原状态
12、相反。这种功能称为计数功能，即 第6章触发器 3.功能总结功能总结1）状态真值表及简明真值表主从JK触发器的状态真值表如表67所示，简明真值表如表68所示。第6章触发器 第6章触发器 2）特征方程由表6-7写出主从J-K触发器的特征方程：3）激励表及激励图激励表如表6-9所示，图6-11所示为J-K触发器的激励图。第6章触发器 第6章触发器 图6-11 J-K触发器激励图第6章触发器 4）时序图图612所示的是主从JK触发器的时序图。图612主从JK触发器的时序图第6章触发器 目前集成TTL主从JK触发器产品有T1072、T1073、T1076等，图613（a）给出了T1072的逻辑图。其中,
13、J=J1J2，K=K1K2。RD、SD是异步输入端，当RD=0时，无论CP是0还是1，触发器都将置0，故有时又称RD端为清0端；当SD=0时，触发器都将置1，故又称SD为复位端。图613（b）为T1072的逻辑符号。第6章触发器 图613T1072的逻辑图及逻辑符号 第6章触发器 1.T触发器触发器如果将主从JK触发器的J、K两端相连接后的输入端称为T端，如图614（a）所示，就构成了T触发器，因此可根据主从JK触发器的工作过程，写出其逻辑功能。图614（b）是T触发器的逻辑符号。第6章触发器 图614T触发器及其逻辑符号第6章触发器 1）状态真值表及简明真值表表610为T触发器的状态真值表，
14、表611为其简明真值表。第6章触发器 第6章触发器 2)特征方程由表610可知，T触发器的特征方程为 第6章触发器 图615T触发器的激励图 第6章触发器 4)时序图T触发器的时序图如图616所示。图616T触发器的时序图 第6章触发器 2.T触发器触发器如果在T触发器中令T=1（即J=K=1），那么每输入一个CP脉冲，触发器状态翻转一次，这种触发器称为T触发器，其特征方程为 Qn+1=Qn 如图617（a）所示的是T触发器的逻辑符号，图617（b）是T触发器的时序图。第6章触发器 图617T触发器的逻辑符号及时序图 第6章触发器 6.4边沿触发器边沿触发器6.4.1边沿型边沿型JK触发器触发
15、器1.电路组成电路组成 第6章触发器 图6-18 边沿型JK触发器的逻辑图及逻辑符号第6章触发器 当CP下降沿到达时，由于G3、G4的平均延迟时间比基本RS触发器的平均延迟时间长，因此在触发器状态转换完成之前，G3、G4的输出S、R将保持不变。当CP=0时，基本RS触发器的特征方程为 第6章触发器 通过上述分析可知，在CP=1期间，无论J、K的取值怎样变化，它只能影响导引电路的输出，不能改变触发器的状态，只有当CP下降沿到达时，触发器状态才会根据J、K、Qn的取值进行状态更新，获得新状态。因此，边沿型JK触发器的功能和主从JK触发器的功能一样。第6章触发器 6.4.2维持阻塞维持阻塞D触发器触
16、发器1.电路组成电路组成维持阻塞D触发器的逻辑电路如图619（a）所示，图619（b）所示是其逻辑符号。第6章触发器 图619维持阻塞D触发器的逻辑电路及逻辑符号 第6章触发器 第6章触发器(3)通过置1维持线锁住G5，这样D的变化不会影响Y6=1这个结果。综上所述：在CP上升沿到来时，若D=0，触发器状态为0；若D=1，触发器状态为1，故有时称维持阻塞D触发器为数字跟随器。第6章触发器 3.功能总结功能总结1）状态真值表及简明真值表表613是维持阻塞D触发器的状态真值表，表614为其简明真值表。第6章触发器 表表613维持阻塞维持阻塞D触发器的状态真值表触发器的状态真值表 第6章触发器 表表614维持阻塞维持阻塞D触发器的简明真值表触发器的简明真值表第6章触发器 2)特征方程由表613可知，维持阻塞D触发器的特征方程为 Qn+1=D 3)激励表及激励图维持阻塞D触发器的激励表如表615所示，激励图如图620所示。第6章触发器 第6章触发器 图620维持阻塞D触发器的激励图 第6章触发器 4）时序图维持阻塞D触发器的时序图如图621所示。图621维持阻塞D触发器的时序图
