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EXIT 集成触发器集成触发器EXIT概述概述第第 4 章章 集成触发器集成触发器 触发器的触发器的基本形式基本形式 无空翻触发器无空翻触发器 触发器的应用触发器的应用本章小结本章小结EXIT 集成触发器集成触发器EXIT主要要求：主要要求：了解触发器的基本特性和作用。了解触发器的基本特性和作用。了解触发器的类型和逻辑功能的描述方法。了解触发器的类型和逻辑功能的描述方法。4.1 概述概述EXIT 集成触发器集成触发器EXIT一、一、触发器触发器的基本特性和作用的基本特性和作用 Flip - Flop，简写为，简写为 FF，又称双稳态触发器。，又称双稳态触发器。基本特性基本特性 ( (1) )有两个稳定状态有两个稳定状态( (简称稳态简称稳态) )，正好用来表示逻辑正好用来表示逻辑 0 和和 1。( (2) )在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换在输入信号作用下，触发器的两个稳定状态可相互转换 ( (称为状态的翻转称为状态的翻转) )。输入信号消失后，新状态可长期输入信号消失后，新状态可长期 保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。保持下来，因此具有记忆功能，可存储二进制信息。 一个触发器可存储一个触发器可存储 1 位二进制数码位二进制数码EXIT 集成触发器集成触发器EXIT触发器的作用触发器的作用触发器有记忆功能，触发器有记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输由它构成的电路在某时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来状态有关。出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来状态有关。而门电路无记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输而门电路无记忆功能，由它构成的电路在某时刻的输出完全取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关；出完全取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关；触发器和门电路触发器和门电路是构成数字电路的基本单元。是构成数字电路的基本单元。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT二、触发器的类型二、触发器的类型 根据逻辑功能不同分为根据逻辑功能不同分为 RS 触发器触发器 D 触发器触发器 JK 触发器触发器 T 触发器触发器 T 触发器触发器 根据触发方式不同分为根据触发方式不同分为 电平触发器电平触发器 边沿触发器边沿触发器 主从触发器主从触发器 根据电路结构不同分为根据电路结构不同分为 基本基本 RS 触发器触发器 同步触发器同步触发器 主从触发器主从触发器 边沿触发器边沿触发器 三、触发器逻辑功能的描述方法三、触发器逻辑功能的描述方法 主要有特性表、特性方程、驱动表主要有特性表、特性方程、驱动表 ( (又称激励表又称激励表) )、状态转换图和波形图、状态转换图和波形图 ( (又称时序图又称时序图) )等。等。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT主要要求：主要要求：掌握与非门结构掌握与非门结构基本基本 RS 触发器触发器的电路、逻辑的电路、逻辑功能和工作特点。功能和工作特点。 了解同步触发器的结构、工作特点和存在问题。了解同步触发器的结构、工作特点和存在问题。 4.2 触发器的基本形式触发器的基本形式 掌握触发器的掌握触发器的 0 态、态、1 态、置态、置 0、置、置 1、触发方、触发方式、现态、次态和空翻式、现态、次态和空翻等概念。等概念。了解触发器逻辑功能的描述方法。了解触发器逻辑功能的描述方法。 掌握掌握 RS 触发器、触发器、D 触发器、触发器、JK 触发触发器的逻辑功能及其特性方程。器的逻辑功能及其特性方程。 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT一、基本一、基本 RS 触发器触发器 ( (一一) )由与非门组成的基本由与非门组成的基本 RS 触发器触发器 1. 电路结构及逻辑符号电路结构及逻辑符号QQSDRDG1G2QQSDRDSRSDRDQQQ = 1，Q = 0 时，称为触发器的时，称为触发器的 1 状态，记为状态，记为 Q = 1；Q = 0，Q = 1 时，称为触发器的时，称为触发器的 0 状态，记为状态，记为 Q = 0。 RDSD置置0端，也端，也称复位端。称复位端。 R 即即 Reset 置置1端，也端，也称置位端。称置位端。 S 即即 Set Basic Flip - Flop 信号输入端信号输入端互补输出端，互补输出端，正常工作时，正常工作时，它们的输出它们的输出状态相反。状态相反。 低电平有效低电平有效 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT工作原理工作原理QQSDRDG1G211011000SDRD 功功 能能 说说 明明输输 入入QQ输输 出出2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 0111 10触发器被置触发器被置 0 触发器置触发器置 010EXIT 集成触发器集成触发器EXIT2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 QQSDRDG1G211011000SDRD功功 能能 说说 明明输输 入入QQ输输 出出1001 11触发器被置触发器被置 1 触发器置触发器置 010 触发器置触发器置 101EXIT 集成触发器集成触发器EXIT2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 QQSDRDG1G211011000SDRD 功功 能能 说说 明明输输 入入QQ输输 出出11 触发器置触发器置 010 触发器置触发器置 101 触发器保持原状态不变触发器保持原状态不变不不 变变&G1 门输出门输出QSQ DQQ 1G2 门输出门输出QRQ DQQ 1EXIT 集成触发器集成触发器EXIT2. 工作原理及逻辑功能工作原理及逻辑功能 QQSDRDG1G2 输出状态输出状态不定不定( (禁用禁用) )不不 定定11011000SDRD功功 能能 说说 明明输输 入入QQ输输 出出 触发器置触发器置 010 触发器置触发器置 101 触发器保持原状态不变触发器保持原状态不变不不 变变0011输出既非输出既非 0 状态，状态，也非也非 1 状态。当状态。当 RD 和和 SD 同时由同时由 0 变变 1 时，时，输出状态可能为输出状态可能为 0，也，也可能为可能为 1，即输出状态，即输出状态不定。因此，这种情况不定。因此，这种情况禁用。禁用。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT特性表特性表3. 逻辑功能的逻辑功能的特性表特性表描述描述 次态次态 现态现态 指触发器在输入信号变化前的状态，用指触发器在输入信号变化前的状态，用 Qn 表示。表示。 指触发器在输入信号变化后的状态，用指触发器在输入信号变化后的状态，用 Qn+1 表示。表示。 触发器次态与输入信号和电路原有状态之触发器次态与输入信号和电路原有状态之间关系的真值表。间关系的真值表。 基本基本 RS 触发器工作原理动画演示触发器工作原理动画演示EXIT 集成触发器集成触发器EXIT00001触发器触发器状态不定状态不定01010100触发器触发器置置 000101101触发器触发器置置 1111110011触发器触发器保持原状态不变保持原状态不变说说 明明Qn+1QnSDRD基本基本 RS 触发器特触发器特性表的简化表示性表的简化表示Qn11101010不定不定00Qn+1SDRD与非门组成的基本与非门组成的基本 RS 触发器特性表触发器特性表 置置 0 端端 RD 和置和置 1 端端 SD 低电平有效。低电平有效。禁用禁用 RD = SD = 0。称约束条件称约束条件 注意注意EXIT 集成触发器集成触发器EXIT波形分析举例解：解： 例例 设下图中触发器初始状态为设下图中触发器初始状态为 0，试对应输入波形，试对应输入波形 画出画出 Q 和和 Q 的波形。的波形。QQSDRDSRSDRD保持保持初态为初态为 0，故保持为，故保持为 0。置置 0 保持保持QQ置置 1EXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (二二) )基本基本 RS 触发器的两种形式触发器的两种形式特特性性表表Qn11101010不定不定00Qn+1SDRD不定不定11001110Qn00Qn+1SDRDQQSDRDSRQQSDRDSR逻逻辑辑符符号号置置 0、置、置1 信信号号低电平有效低电平有效置置 0、置、置1 信信号号高电平有效高电平有效注注意意弄清输入弄清输入信号是低电平信号是低电平有效还是高电有效还是高电平有效。平有效。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (三三) )基本基本 RS 触发器的优缺点触发器的优缺点 优点优点缺点缺点电路简单，是构成各种触发器的基础。电路简单，是构成各种触发器的基础。 1. 输出受输入信号直接控制，不能定时控制。输出受输入信号直接控制，不能定时控制。 2. 有约束条件。有约束条件。 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT二、同步触发器二、同步触发器 Synchronous Flip - Flop 实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要增加一个增加一个时钟控制端时钟控制端 CP。 CP 即即 Clock Pulse，它是一串，它是一串周期和脉宽一定的矩形脉冲。周期和脉宽一定的矩形脉冲。 具有时钟脉冲控制的触发器称为具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器时钟触发器，又称钟控触发器。又称钟控触发器。 同步触发器是其中最简单的一种，而同步触发器是其中最简单的一种，而基本基本 RS 触发器称异步触发器触发器称异步触发器。 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (一一) )同步同步 RS 触发器触发器QQG1G2SRG3G4CPQ3Q4( (一一) )同步同步 RS 触发器触发器 工作原理工作原理 CP = 0 时，时，G3、G4被封锁，输入信号被封锁，输入信号 R、S不起作用。基本不起作用。基本 RS 触发触发器的输入均为器的输入均为 1，触发器，触发器状态保持不变。状态保持不变。 CP = 1 时，时，G3、G4解除封锁，将输入信号解除封锁，将输入信号 R 和和 S 取非后送至基本取非后送至基本 RS 触发器的输入端。触发器的输入端。 0111SR1. 电路结构与工作原理电路结构与工作原理 基本基本 RS 触发器触发器 增加了由时钟增加了由时钟 CP 控制的门控制的门 G3、G4 EXIT 集成触发器集成触发器EXITQQ1SC11R QQG1G2SRG3G4CPQ3Q4不定不定110011 10Qn00Qn+1SRRS功能功能 R、S 信号信号高电平有效高电平有效 SSDRRDRDSD2. 逻辑功能与逻辑符号逻辑功能与逻辑符号异步置异步置 0 端端 RD 和异步置和异步置1 端端 SD 不受不受 CP 控制。控制。实际应用中，常需要利用异步端预置触发器值实际应用中，常需要利用异步端预置触发器值( (置置 0 或置或置 1) )，预置完毕后应使，预置完毕后应使 RD = SD = 1。EXIT 集成触发器集成触发器EXITRDCPRQQ1SSC1CPR1RRSVCCRDS 例例 试对应输入波形画出下图中试对应输入波形画出下图中 Q 端端波形。波形。原态未知原态未知QVCCRDRD不定不定110011 10Qn00Qn+1SREXIT 集成触发器集成触发器EXIT3. 同步同步 RS 触发器的特性表与特性方程触发器的特性表与特性方程 000010101010101101011000111101Qn+1QnSR特特性性表表同步同步RS触发器触发器Qn+1的卡诺图的卡诺图RSQn0100 0111 10 1 1 1 特性方程特性方程nnQRSQ 1RS = 0( (约束条件约束条件) )RS 触发器功能也可用特性表与触发器功能也可用特性表与特性方程来描述。特性方程来描述。特性方程特性方程指触发器次态与输入信号和电路原有指触发器次态与输入信号和电路原有状态之间的逻辑关系式。状态之间的逻辑关系式。 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (二二) )同步同步 D 触发器触发器( (二二) )同步同步 D 触发器触发器 1. 电路结构、逻辑符号和逻辑功能电路结构、逻辑符号和逻辑功能 DQQ1S1RC1CPQQ1DDC1CPCPDQn+1说明说明10101置置0置置10Qn不变不变同步同步 D 触发器功能表触发器功能表 称为称为 D 功能功能特点：特点：Qn+1 跟随跟随 D 信号信号EXIT 集成触发器集成触发器EXIT解：解： 例例 试对应输入波形画出下图中试对应输入波形画出下图中 Q 端端波形波形( (设触发器设触发器 初始状态为初始状态为 0) )。QQ1DDC1CPDCPQCP = 0，同步触发器状态不变，同步触发器状态不变触发器触发器初始状态为初始状态为 0CP = 1，同步，同步 D 触发触发器次态跟随器次态跟随 D 信号信号 同步触发器在同步触发器在 CP = 1 期间能发生多期间能发生多次翻转，这种次翻转，这种现象称为空翻现象称为空翻EXIT 集成触发器集成触发器EXIT2. D 触发器的触发器的特性表、特性方程、特性表、特性方程、驱动表驱动表和和状态转换图状态转换图 由触发器现态和次态的取值来确定由触发器现态和次态的取值来确定输入信号取值的关系表，又称激励表。输入信号取值的关系表，又称激励表。 用圆圈及其内的标注表示电路的所有稳态，用圆圈及其内的标注表示电路的所有稳态，用箭头表示状态转换的方向，箭头旁的标注表示用箭头表示状态转换的方向，箭头旁的标注表示状态转换的条件。状态转换的条件。 它们是触发器逻辑功能的不同描述方法，它们是触发器逻辑功能的不同描述方法，也是时序逻辑电路逻辑功能的描述方法。也是时序逻辑电路逻辑功能的描述方法。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT0 00 11 01 1D Qn Qn+1特性方程特性方程Qn+1 = D001101010011Qn+1QnDD 触发器特性表触发器特性表 00001111D 触发器驱动表触发器驱动表 0 00 11 01 10011无约束无约束 Qn+1 在在 D = 0 时时就为就为 0，与，与 Qn 无关。无关。0 00 11 01 10 1D = 1D = 0D = 0D = 1 Qn+1 在在 D = 1 时时就为就为 1，与，与 Qn 无关。无关。2. D 触发器的触发器的特性表、特性方程、特性表、特性方程、驱动表驱动表和和状态转换图状态转换图 同步同步D触发器触发器状态转换图状态转换图 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (三三) )同步同步 JK 触发器触发器( (三三) )同步同步 JK 触发器触发器 QQ1S1RC1CP功能表功能表 JK电路结构电路结构QQ1JJC1CP1KK逻辑符号逻辑符号1说明说明Qn+1KJCP称为称为 JK 功能，即功能，即 JK = 00 时保持；时保持； JK = 11 时翻转；时翻转； J K 时时 Qn+1 值与值与 J 相同。相同。不变不变Qn00置置 0010翻转翻转11置置 1101不变不变Qn0QnEXIT 集成触发器集成触发器EXIT0 00 11 01 1J K Qn Qn+1特性表特性表 特性方程特性方程驱动表驱动表 0 无约束条件无约束条件状态转换图状态转换图 0 1J = 0K =10011111110100110001110000K010100Qn+1QnJnnnQKQJQ 1 1 1 00 00 11 10 11 01 11 00 0J = 1K =J =K = 0J =K = 1EXIT 集成触发器集成触发器EXIT解：解： 例例 设触发器初始状态为设触发器初始状态为 0，试对应输入波形画出试对应输入波形画出 Q 端端波形。波形。触发器初始状态为触发器初始状态为 0JCPQQ1JJC1CPK1KKQ CP = 0 时，同步时，同步触发器状态不变。触发器状态不变。 CP = 1 时，触发器根据时，触发器根据 J、K 信号取值按照信号取值按照 JK 功能工作。功能工作。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (四四) )同步触发器的特点同步触发器的特点 同步触发器的同步触发器的触发方式触发方式为为电平触发式电平触发式 同步触发器的共同缺点是存在同步触发器的共同缺点是存在空翻空翻 触发脉冲作用期间，输入信号发生多次变化时，触触发脉冲作用期间，输入信号发生多次变化时，触发器输出状态也相应发生多次变化的现象称为空翻。发器输出状态也相应发生多次变化的现象称为空翻。 空翻可导致电路工作失控。空翻可导致电路工作失控。指时钟脉冲信号控制指时钟脉冲信号控制触发器工作的方式触发器工作的方式 CP = 1 期间翻转的称正电平触发式；期间翻转的称正电平触发式； CP = 0 期间翻转的称负电平触发式。期间翻转的称负电平触发式。 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT主要要求：主要要求： 了解无空翻触发器的类型，掌握其工作特点。了解无空翻触发器的类型，掌握其工作特点。能根据能根据触发器符号识别触发器符号识别其逻辑功能和触发方式，其逻辑功能和触发方式，并进行波形分析。并进行波形分析。4.3 无空翻触发器无空翻触发器 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT Master - Slave Flip - Flop Edge - Triggered Flip - Flop 一、无空翻触发器的类型和工作特点一、无空翻触发器的类型和工作特点 工作特点：工作特点：CP = 1 期间，期间，主触发器主触发器接收接收输入信号；输入信号；CP = 0 期间，主触发器保持期间，主触发器保持 CP 下降沿之前状态不变，而下降沿之前状态不变，而从触发器接受主触从触发器接受主触发器状态。发器状态。因此，因此，主从触发器的状态只能在主从触发器的状态只能在 CP 下降沿时刻翻转。下降沿时刻翻转。( (详见链接详见链接) ) 这种触发方式称为这种触发方式称为主从触发式主从触发式。工作特点：只能工作特点：只能在在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )时刻接收输入信号，时刻接收输入信号，因此，因此，电路状态只能在电路状态只能在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )时刻时刻翻转。翻转。这种触发方式称为这种触发方式称为边沿触发式。边沿触发式。无无空空翻翻触触发发器器主主从从触触发发器器 边边沿沿触触发发器器 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT主从触发器和边沿触发器有何异同？主从触发器和边沿触发器有何异同？只能在只能在 CP 边沿时刻翻转，边沿时刻翻转，因此都因此都克服了克服了空翻空翻，可靠性和抗干扰能力强，应用范围广。，可靠性和抗干扰能力强，应用范围广。相相同同处处电路结构和工作原理不同，因此电路功能电路结构和工作原理不同，因此电路功能不同。为保证电路正常工作，不同。为保证电路正常工作，要求主从要求主从 JK 触触发器的发器的 J 和和 K 信号在信号在 CP = 1 期间保持不变期间保持不变；而；而边沿触发器没有这种限制边沿触发器没有这种限制，其功能较完善，因，其功能较完善，因此应用更广。此应用更广。相相异异处处 单击此处单击此处将跳过刚才讲过的将跳过刚才讲过的主从主从RS触发器内容触发器内容EXIT 集成触发器集成触发器EXITQ从从Q从从FF2SRFF1CPQ主主Q主主CP1S1RC11S1RC1给主从触发器给主从触发器提供反相的时钟信提供反相的时钟信号，使它们在不同号，使它们在不同的时段交替工作。的时段交替工作。主从主从 RS 触发器电路、符号和工作原理触发器电路、符号和工作原理QQ1SSC1CP1RR表示时钟触发沿为下降沿表示时钟触发沿为下降沿 从触发器从触发器 主触发器主触发器 Q = Q从从EXIT 集成触发器集成触发器EXIT 综上所述，主从触发器状态只能在综上所述，主从触发器状态只能在 CP 时刻发生翻转，其它时刻则保持时刻发生翻转，其它时刻则保持不变不变.至于状态如何翻转，至于状态如何翻转， 则由则由 CP 之前最后的之前最后的 输入信号输入信号 值决定。值决定。 Q从从Q从从FF2SRFF1CPQ主主Q主主CP1S1RC11S1RC1主从主从 RS 触发器工作原理触发器工作原理 CP = 1 期间，期间，主触发器接受输入信主触发器接受输入信号，从触发器被封锁，使号，从触发器被封锁，使主从主从 RS 触发器状态保持不变。触发器状态保持不变。 CP 到达时，到达时，CP = 0，CP = 1。主触。主触发器被封锁，并保持发器被封锁，并保持 CP 到达之前到达之前的状态不变。这时从触发器工作，的状态不变。这时从触发器工作， S从从= Q主主，R从从 = Q主主，因此，因此 Q主主 = 0 时，时， Q从从置置 0；Q主主 = 1时，时，Q从从置置 1，即，即 Q从从= Q主主，从触发器翻转到与主触发器相同从触发器翻转到与主触发器相同的状态。的状态。1工作工作封锁封锁0BACKBACK工作工作封锁封锁10 CP = 0 期间，期间，主触发器被封锁，保主触发器被封锁，保持持CP 到达之前的状态不变，到达之前的状态不变， Q从从 = Q主主， 因此，因此，主从主从 RS 触发器状态保触发器状态保持不变。持不变。Q = Q从从EXIT 集成触发器集成触发器EXIT 无空翻触发器的学习重点是根据无空翻触发器的学习重点是根据逻辑符号识别其功能，理解其应用。逻辑符号识别其功能，理解其应用。下面介绍常用无空翻触发器的符号及下面介绍常用无空翻触发器的符号及其应用注意事项。其应用注意事项。二、常用无空翻触发器及其符号二、常用无空翻触发器及其符号 主从主从 RS 触发器触发器 主从主从 JK 触发器触发器 主从触发器主从触发器 QQ1JJC1CP1KK边沿触发器边沿触发器 TTL 维持阻塞维持阻塞 D 触发器触发器( (通通常常上升沿触发上升沿触发) ) TTL 边沿边沿 JK触发器触发器( (通通常常下降沿触发下降沿触发) )CMOS 边沿边沿 D 触发触发器和边沿器和边沿 JK 触发器触发器( (通通常常上升沿触发上升沿触发) )QQ1SSC1CP1RREXIT 集成触发器集成触发器EXITQQC1CP1DDCP 触发的边触发的边沿沿 D 触发器触发器 C1QQC1CPD具有异步端的具有异步端的边沿边沿 D 触发器触发器 1DSSDRRDRRDSSD执行执行 Qn+1 = D1111在在 CP 时刻时刻0011Qn111保持不变保持不变Qn011禁禁 用用不定态不定态00异步置异步置 1101异步置异步置 0010说说 明明Qn+1DCPSDRD异步端低电平有效的异步端低电平有效的上升沿触发式上升沿触发式 D 触发器功能表触发器功能表EXIT 集成触发器集成触发器EXITQQ1JJ CP1KKC1CP 触发的边触发的边沿沿 JK 触发器触发器 C1QQ1JJ CP1KKC1CP 触发的边触发的边沿沿 JK 触发器触发器 C1具有异步端的具有异步端的边沿边沿 JK 触发器触发器 QQ1JJ CP1KKRSC1RDSDQQ1JJ CP1KKRSC1RDSD异步端低电平有效异步端低电平有效异步端高电平有效异步端高电平有效RRDRRDSSDSSDQn11001010001000在在 CP时时刻执行刻执行 JK 功能功能Qn0000Qn100保持不变保持不变Qn000禁用禁用不定不定 11置置 1110置置 0001说说 明明Qn+1KJCPSDRD异步端高电平有效的下降沿触发式异步端高电平有效的下降沿触发式 JK 触发器功能表触发器功能表EXIT 集成触发器集成触发器EXIT注注意意( (1) ) 弄清弄清时钟触发沿时钟触发沿是上升沿还是下降沿？是上升沿还是下降沿？( (2) )弄清有无异步输入端？弄清有无异步输入端？异步置异步置 0 端和异步端和异步置置 1 端端是低电平有效还是高电平有效？是低电平有效还是高电平有效？( (4) ) 边沿触发器的逻辑功能和特性方程与同步边沿触发器的逻辑功能和特性方程与同步触发器的相同，但由于触发方式不一样，触发器的相同，但由于触发方式不一样，因此，它们的逻辑功能和特性方程成立的因此，它们的逻辑功能和特性方程成立的时间不同。时间不同。边沿触发器的逻辑功能和特性边沿触发器的逻辑功能和特性方程只在时钟的上升沿方程只在时钟的上升沿( (或下降沿或下降沿) )成立。成立。( (3) ) 异步端不受时钟异步端不受时钟 CP 控制控制，将直接实现置，将直接实现置 0 或置或置 1。触发器工作时，应保证异步端接非。触发器工作时，应保证异步端接非有效电平。有效电平。EXIT 集成触发器集成触发器EXITQ1Q1CPDC11D(a)(b)SC1R1DCPQ2Q2三、边沿触发器工作波形分析举例三、边沿触发器工作波形分析举例 解：解： 例例 设触发器初态为设触发器初态为 0，试对应输入波形画出，试对应输入波形画出 Q1、Q2 的波形。的波形。DCPQ1Q2nQD22 D 触发器特性方程为触发器特性方程为 Qn+1 = D功能是翻转功能是翻转因此因此nnQDQ2212 C110触发器初态为触发器初态为 0C1该电路的功能是：该电路的功能是：在时钟触发沿到在时钟触发沿到达时状态发生翻转，这种功能称为计数达时状态发生翻转，这种功能称为计数功能，功能，相应触发器称为计数触发器。相应触发器称为计数触发器。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT JCPKT解：解： 例例 设触发器初态为设触发器初态为 1，试对应输入波形画出，试对应输入波形画出 Q1、Q2 的波形。的波形。触发器初态为触发器初态为 1Q1Q1CPJC11J(a)(b)SC1R1KCPQ2Q2K1K1JTVCCC111001001SVCCRC1CP1JT1K1010CP 之前之前 J、K最后取值为最后取值为 1CP 之前之前 J、K最后取值为最后取值为 0触发器初态为触发器初态为 1Q1Q2T = 0 时，时，Qn+1 = Qn ；T = 1 时，时，Qn+1 = Qn 。这种功能称这种功能称 T 功能，相应触发器称功能，相应触发器称 T 触发器。触发器。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT主要要求：主要要求：掌握掌握常用触发器的工作特点、符号、逻辑功能常用触发器的工作特点、符号、逻辑功能和特性方程，会画工作波形。和特性方程，会画工作波形。 了解触发器各种逻辑功能间的转换方法。了解触发器各种逻辑功能间的转换方法。 4.4 触发器的应用触发器的应用 理解触发器及其简单应用电路的分析方法。理解触发器及其简单应用电路的分析方法。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT一、触发器的五种逻辑功能及其转换一、触发器的五种逻辑功能及其转换 ( (一一) )触发器五种逻辑功能的比较触发器五种逻辑功能的比较无约束，无约束，但功能少但功能少无约束，无约束，且功能强且功能强令令 J = K = T即可即可令令J = K = 1即可即可 D 功能功能1 0Qn+110DQn+1 = D T 功能功能 QnQnQn+110TnnQTQ 1 RS 功能功能不定不定01 QnQn+111011000SRQn+1 = S + RQnRS = 0( (约束条件约束条件) ) JK 功能功能 Qn10 QnQn+111011000KJQn+1 = JQn + KQnT功能功能(计数功能计数功能) 只有只有 CP 输入端，输入端，无数据输入端。无数据输入端。来一个来一个CP翻转一次翻转一次Qn+1 = QnEXIT 集成触发器集成触发器EXIT( (二二) )不同逻辑功能间的相互转换不同逻辑功能间的相互转换1. JK D2. JK T、T因此，令因此，令J = K = D已有已有Qn+1 = JQn+ KQn欲得欲得 Qn+1 = DQQCPDC11J1KQQC11J1KQQCP1C11J1KTCP转转换换方方法法( (1) ) 写出待求触发器和给定触发器的特性方程。写出待求触发器和给定触发器的特性方程。( (3) )画出用给定触发器实现待求触发器的电路。画出用给定触发器实现待求触发器的电路。( (2) )比较上述特性方程，得出给定触发器中输入比较上述特性方程，得出给定触发器中输入 信号的接法。信号的接法。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT3. D JK已有已有 Qn+1 = D欲得欲得Qn+1 = JQn + KQn因此，令因此，令nnQKQJ nnQKQJD 4. D T5. D T已有已有 Qn+1 = D 欲得欲得Qn+1 =nQT 已有已有 Qn+1 = D欲得欲得 Qn+1 = Qn因此，令因此，令D = QnnQT 因此，令因此，令D =QQCPC11DQQCPC11DTQQCPJC11DKEXIT 集成触发器集成触发器EXIT二、触发器的应用与分析举例二、触发器的应用与分析举例 触发器由门电路构成，因此，触发器由门电路构成，因此，门电路的应用门电路的应用注意事项在这里多适用。注意事项在这里多适用。例如，例如，TTL 触发器的输触发器的输入端悬空相当于输入高电平，而入端悬空相当于输入高电平，而 CMOS 触发器触发器的输入端不允许悬空。的输入端不允许悬空。应应用用注注意意 实际工作中，应根据需要选定触发器的功能实际工作中，应根据需要选定触发器的功能和触发方式。例如：同步触发器通常只用于数据和触发方式。例如：同步触发器通常只用于数据锁存，构成计数器、移位寄存器时一般要用边沿锁存，构成计数器、移位寄存器时一般要用边沿触发器。触发器。EXIT 集成触发器集成触发器EXITQ2Q11D1DFF1FF2石英方波石英方波振荡器振荡器4MHzC1C1CP 例例 下图为分频器电路，设触发器初态为下图为分频器电路，设触发器初态为 0，试画出，试画出 Q1、Q2 的波形并求其频率。的波形并求其频率。CP解：解：C1CPfQ1 = fCP/2 = 2 MHz， fQ2 = fCP/4 = 1 MHzCPQ10Q20Q1C1对对 CP 二分频二分频对对 CP 四分频四分频两个两个 D 触发器均构成触发器均构成 CP 触发的计数触发器触发的计数触发器 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT1010RDSDQ1JSDC1CP1KRSRDCP解：解： 例例 试对应输入波形画出下图电路的输出波形。试对应输入波形画出下图电路的输出波形。C1CPSDSRRDQ1Qn+1 = JQn + KQn = Qn Qn+Qn Qn = Qn当异步端无信号时，触发器将在当异步端无信号时，触发器将在 CP 时翻转。时翻转。RD和和 SD为非有效电平为非有效电平EXIT 集成触发器集成触发器EXIT触发器和门电路是构成数字系统的基本逻辑单元。触发器和门电路是构成数字系统的基本逻辑单元。前者具有记忆功能，用于构成时序逻辑电路；前者具有记忆功能，用于构成时序逻辑电路；后者没有记忆功能，用于构成组合逻辑电路。后者没有记忆功能，用于构成组合逻辑电路。本章小结本章小结触发器有两个基本特性：触发器有两个基本特性：有两个稳定状态；有两个稳定状态；在外信号作用下，两个稳定状态可相互转换，在外信号作用下，两个稳定状态可相互转换，没有外信号作用时，保持原状态不变。因此，没有外信号作用时，保持原状态不变。因此，触发器具有记忆功能，常用来保存二进制信息。触发器具有记忆功能，常用来保存二进制信息。一个触发器可存储一个触发器可存储 1 位二进制码，存储位二进制码，存储 n 位二进制码则需用位二进制码则需用 n 个触发器。个触发器。EXIT 集成触发器集成触发器EXIT触发器的逻辑功能是指触发器的次态与现态及触发器的逻辑功能是指触发器的次态与现态及输入信号之间的逻辑关系。其描述方法主要有输入信号之间的逻辑关系。其描述方法主要有特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波形图形图( (又称时序图又称时序图) )等。等。 触发器根据逻辑功能不同分为触发器根据逻辑功能不同分为 D 触发器触发器 T 触发器触发器 RS 触发器触发器 JK 触发器触发器 T触发器触发器1 0Qn+110DQn+1 = DQnQnQn+110TnnQTQ 1不定不定01 QnQn+111011000SRQn+1 = S + RQnRS = 0( (约束条件约束条件) )Qn10 QnQn+111011000KJQn+1 =JQn + KQn只有只有 CP 输入端，输入端，无数据输入端。无数据输入端。来一个来一个CP翻转一次翻转一次Qn+1 = QnEXIT 集成触发器集成触发器EXIT电平触发器电平触发器 边沿触发器边沿触发器 主从触发器主从触发器 根据触发方式不同分为根据触发方式不同分为 例如例如QQ1JJC1CP1KKQQ1JJC1CP1KKQQ1JJC1CP1KKEXIT 集成触发器集成触发器EXIT 根据是否受时钟控制分为根据是否受时钟控制分为 异步触发器异步触发器 钟控触发器钟控触发器 基本基本 RS 触发器是构成各种触发器的触发器是构成各种触发器的基础。它的输基础。它的输出受输入信号直接控制，不能定时控制，常用作集成触出受输入信号直接控制，不能定时控制，常用作集成触发器的辅助输入端，用于直接置发器的辅助输入端，用于直接置 0 或直接置或直接置 1。使用时须注意弄清它的有效电平，并满足约束条件。使用时须注意弄清它的有效电平，并满足约束条件。基本基本 RS 触发器触发器同步触发器、主从触发器和边沿触发器同步触发器、主从触发器和边沿触发器EXIT 集成触发器集成触发器EXIT不同触发方式的工作特点不同触发方式的工作特点 正电平触发式触发器的状态在正电平触发式触发器的状态在 CP = 1 期间翻转，在期间翻转，在 CP = 0 期间保持不变。电平触发式触发器的缺点是存期间保持不变。电平触发式触发器的缺点是存在空翻现象，通常只能用于数据锁存。在空翻现象，通常只能用于数据锁存。 主从触发器由分别工作在时钟脉冲主从触发器由分别工作在时钟脉冲 CP 不同时段的主触不同时段的主触发器和从触发器构成，通常只能在发器和从触发器构成，通常只能在 CP 下降沿时刻状态下降沿时刻状态发生翻转，而在发生翻转，而在 CP 其它时刻保持状态不变。它虽然其它时刻保持状态不变。它虽然克服了空翻，但对输入信号仍有限制。克服了空翻，但对输入信号仍有限制。 EXIT 集成触发器集成触发器EXIT分析触发器时应弄清楚触发器的功能、触发方式和分析触发器时应弄清楚触发器的功能、触发方式和触发沿触发沿( (或触发电平或触发电平) )，并弄清楚异步输入端是否加，并弄清楚异步输入端是否加上了有效电平。上了有效电平。 边沿触发器只能边沿触发器只能在在 CP 上升上升沿沿( (或下降沿或下降沿) )时刻接收输时刻接收输入信号，其状态入信号，其状态只能在只能在 CP 上升上升沿沿( (或下降沿或下降沿) )时刻发时刻发生翻转。它应用范围广、可靠性高、抗干扰能力强。生翻转。它应用范围广、可靠性高、抗干扰能力强。