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1、触发器pptppt本讲稿第一页，共四十二页一、双稳态电路（一、双稳态电路（Bistate Elements）G21QG1vI1Q1vI2vO1vO2问题：由于电路没有输入，无法控制或改变它的状态。问题：由于电路没有输入，无法控制或改变它的状态。基本基本RSRS触发器触发器电路有两个稳定工作状态：电路有两个稳定工作状态：1.Q=1=02.Q=0=1电路图电路图本讲稿第二页，共四十二页二、由或非门构成的基本二、由或非门构成的基本RS触发器触发器 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号 QQG1S1R1G2RSQQ R、S称称为为触触发发脉脉冲冲输输入入端端，R为为复复位位（Reset）端端，S为为置

2、置位位（Set）端。）端。基本基本RSRS触发器触发器逻逻辑辑符符号号电电路路图图本讲稿第三页，共四十二页00100001当当R=S=0时，输出不变。时，输出不变。基本基本RSRS触发器触发器QQG1S1R1G2QQG1S1R1G2 输入和输出的关系输入和输出的关系 本讲稿第四页，共四十二页101001011100 R=0，S=1：Q=1，=0 R=1，S=0，R=1，S=1，基本基本RSRS触发器触发器QQG1S1R1G2QQG1S1R1G2QQG1S1R1G2Q=0，=1Q=0，=0本讲稿第五页，共四十二页 输入和输出的关系表输入和输出的关系表 不不 变变1 00 10 0 0 00 11

3、 0 1 1 R S SRQQ基本基本RSRS触发器触发器 已已知知输输入入R R，S S波波形形图图，试试画画出出Q Q、Q Q波波形形图图，设设RSRS触触发发器器的的初态为初态为0 0。1 10 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 01 10 0 对于由或非门构成的基本对于由或非门构成的基本RS触发器采用正脉冲触发。触发器采用正脉冲触发。本讲稿第六页，共四十二页三、由与非门构成的基本三、由与非门构成的基本RS触发器触发器 电路结构和符号电路结构和符号 RSQQRSQG1Q SRG2基本基本RSRS触发器触发器 输入输出关系输入输出关系 1 10 11 0 不不 变

4、变 0 00 11 0 1 1 SRQQ本讲稿第七页，共四十二页四、触发器的状态四、触发器的状态 0态、态、1态、不正常态态、不正常态 现态和次态现态和次态 现态（现态（Present State）：触发器在接收信号之前所处的）：触发器在接收信号之前所处的状态，用状态，用Qn表示；表示；基本基本RSRS触发器触发器次态（次态（Next State）：触发器在接收信号之后建立的新的）：触发器在接收信号之后建立的新的稳定状态，用稳定状态，用Qn+1表示。表示。Q=1，Q=0称为称为“1”态，态，Q=1，Q=1或或Q=0，Q=0称为不正常态。称为不正常态。Q=0，Q=1称为称为“0”态，态，本讲稿第

5、八页，共四十二页 基本基本RSRS触发器的状态真值表：触发器的状态真值表：S R Qn Qn+1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 010011 基本基本RSRS触发器触发器QQG1S1R1G2当S=R=0时，Qn+1=Qn当S=1，R=0时，Qn+1=1当S=0，R=1时，Qn+1=0当S=1，R=1时，Qn+1=110001101000110SQn+1RQn1（约束条件）（约束条件）本讲稿第九页，共四十二页 当当RS触触发发器器输输入入端端同同时时加加1时时，Q和和Q 都都变变成成了了0。当当R、S同同时时由由10时，触发器的输出将会出现由时

6、，触发器的输出将会出现由010反复切换。反复切换。S10010R00011QQ基本基本RSRS触发器触发器例例：已已知知输输入入R R、S S波波形形图图，试试画画出出Q Q、Q Q波波形形图图，设设RSRS触触发发器器的初态为的初态为0 0。本讲稿第十页，共四十二页五、基本五、基本RSRS触发器的应用触发器的应用 作为存储单元，可存储作为存储单元，可存储1 1位二进制信息。位二进制信息。其它功能触发器的基本组成部分。其它功能触发器的基本组成部分。构成单脉冲发生器构成单脉冲发生器 RAN+5VvOvO基本基本RSRS触发器触发器窄脉冲本讲稿第十一页，共四十二页&G1G2Q+5VSRRRANAB

7、单脉冲发生电路：单脉冲发生电路：QSR每按动开关每按动开关ANAN一次，触发器只输出一个正脉冲。一次，触发器只输出一个正脉冲。基本基本RSRS触发器触发器基本RS触发器本讲稿第十二页，共四十二页基本基本R-S触发器触发器输入端均为输入端均为1一、同步一、同步RSRS触发器触发器 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号 G3&G1G2Q&SRQG4SRCP1S1RQC1Q同步触发器同步触发器基本RS触发器时钟脉冲CP=0：CP=1：控制输入端R、S通过“非”门作用于 基本R-S触发器S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Q n+1=1 S=0，R=1：Q n+1=0 S=1，R=1：Q

8、n+1=本讲稿第十三页，共四十二页 状态真值表状态真值表 S R Qn Qn+1 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 010011 110001101000110SQn+1RQn1 特性方程特性方程 同步触发器同步触发器（约束条件）（约束条件）同步同步RSRS触发器与基本触发器与基本RSRS触发器的触发器的逻辑功能逻辑功能是一致的是一致的本讲稿第十四页，共四十二页 基本基本RSRS触发器与同步触发器与同步RSRS触发器的区别触发器的区别（a a）基本）基本RSRS触发器输出波形触发器输出波形（b b）同步）同步RSRS触发器输出波形触发器输出波形

9、同步触发器同步触发器SRQSRQCP结结论论：同同步步RSRS触触发发器器只只在在高高电电平平期期间间接接收收输输入入信信号号，称称为为电电平触发方式。平触发方式。本讲稿第十五页，共四十二页二、二、D D 触发器（触发器（Delay flipDelay flipflopsflops）&G1G2Q&QG4G3DCPG511DQC1Q 状态转换真值表状态转换真值表 D Qn Qn+1 0 0 0 1 1 0 1 1 0011 同步触发器同步触发器 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号 特性方程特性方程 将将S=DS=D，R=DR=D（保证了（保证了SR=0SR=0）代入）代入RSRS触发器的特性方

10、程触发器的特性方程得得本讲稿第十六页，共四十二页三、同步三、同步JKJK触发器触发器&G1G2Q&SRQG4G3JKCP1J1KQC1Q将将 触发器特性方程触发器特性方程 同步触发器同步触发器 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号 特性方程特性方程 状态转换真值表（请自行列出）状态转换真值表（请自行列出）本讲稿第十七页，共四十二页 状态转换图状态转换图激励表激励表Qn Qn+1JK0000110000011001011011100111101101状态 0状态 1J=0K=K=0J=J=1J=1K=K=1J=J=状态转换图状态转换图同步触发器同步触发器本讲稿第十八页，共四十二页四、同步四、同步

11、T T触发器触发器 特性方程特性方程&G1G2Q&QG4G3TCP1TQC1Q 真值表真值表 T Qn Qn+1 0 00 11 01 1 0110 同步触发器同步触发器 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号 T触发器可看成是JK触发器在J=K条件下的特例本讲稿第十九页，共四十二页五、同步五、同步TT触发器触发器 TT触触发发器器可可看看成成T T触触发发器器在在T T恒恒等等于于1 1条条件件下下特特例例，其其特特征征方方程程是：是：同步触发器同步触发器&G1G2Q&QG4G3“1”CP 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号 1TQC1Q“1”小结小结本讲稿第二十页，共四十二页一、同步触发器

12、一、同步触发器 的空翻现象的空翻现象&G1G2Q&QG4G3DCPG5 1CPDQ 触发器状态变化多于一次的现象称为空翻。触发器状态变化多于一次的现象称为空翻。空翻带来两个问题：一是触发器的抗干扰能力下降；空翻带来两个问题：一是触发器的抗干扰能力下降；二是限制了触发器的使用范围。二是限制了触发器的使用范围。空翻产生的根源在于同步触发器的结构。空翻产生的根源在于同步触发器的结构。边沿触发器边沿触发器D D触发器逻辑图触发器逻辑图波形图波形图本讲稿第二十一页，共四十二页二、边沿触发方式二、边沿触发方式 如如果果触触发发器器仅仅在在CPCP脉脉冲冲的的上上升升沿沿或或下下降降沿沿时时刻刻接接收收输输

13、入入信信号号，称称为边沿触发方式。为边沿触发方式。CPJK1J1KC1QQ边沿触发器边沿触发器例例1 1：一一个个下下降降沿沿触触发发的的JKJK触触发发器器，设设初初始始状状态态为为0 0，如如果果给给定定CPCP、J J、K K的波形如下，试画出相应的输出的波形如下，试画出相应的输出Q Q和和Q Q波形。波形。QQ本讲稿第二十二页，共四十二页例例2 2：一一上上升升沿沿触触发发的的D D触触发发器器，设设初初态态为为1 1，试试在在给给定定CPCP、D D下下，画画出出Q Q和和Q Q波形。波形。CPDQQ1DC1QQ 边边沿沿触触发发器器只只有有CPCP的的上上升升沿沿或或下下降降沿沿瞬

14、瞬间间才才能能接接受受控控制制输输入入信信号号，改改变变状状态态，因因此此在在一一个个时时钟钟脉脉冲冲下下，触触发发器器最最多多只只能能翻翻转转一一次次，从从根根本本上杜绝了空翻的现象。上杜绝了空翻的现象。边沿触发器边沿触发器本讲稿第二十三页，共四十二页三、维持阻塞三、维持阻塞D D触发器触发器 电路结构和逻辑符号电路结构和逻辑符号&G2QG1&QG4G3DCPG5&G6&Q3Q4Q6Q51DC1QQ G G3 3、G G4 4、G G5 5、G G6 6构构成成了了D D信信号号的的输输入入通通道道。D D信信号号只只有有通通过过这这几几个个门门的的传传送送，才才能能到到达达基基本本RSRS

15、触触发发器器的的输输入入端端，使使触触发发器器的的输输出出状状态态改改变。变。边沿触发器边沿触发器基本RS触发器上升沿触发本讲稿第二十四页，共四十二页 工作原理分析（工作原理分析（CP=0CP=0）CP&G2QG1&QG4G3DG5&G6&Q3Q4Q6Q51.触发器触发器维持原状态不变。维持原状态不变。边沿触发器边沿触发器0不变不变不变不变11DD2.输入信号输入信号D 经门经门G6取反后到达门取反后到达门G4的输入端，再经门的输入端，再经门G5取反取反后到达门后到达门G3的输入端，等待送入。的输入端，等待送入。当当CP=0时：时：本讲稿第二十五页，共四十二页 工作原理分析（设工作原理分析（设

16、D=0D=0，当，当CPCP由由0101时时 ）CP&G2QG1&QG4G3DG5&G6&Q3Q4Q6Q5边沿触发器边沿触发器若若D D =0=0，CP=1CP=1时，则时，则Q Qn+1n+1=D=0=D=0，并立即封锁输入通路。，并立即封锁输入通路。01不变不变不变不变11001 10 01 10 01 1封锁输入通路本讲稿第二十六页，共四十二页 工作原理分析（设工作原理分析（设D=1D=1，当，当CPCP由由0101时时 ）CP&G2QG1&QG4G3DG5&G6&Q3Q4Q6Q5边沿触发器边沿触发器若若D D =1=1，CP=1CP=1时，则时，则Q Qn+1n+1=D=1=D=1，并

17、立即封锁输入通路。，并立即封锁输入通路。00不变不变不变不变11111 10 01 10 01 1封锁输入通路本讲稿第二十七页，共四十二页1 1同步触发器由于结构不完善，存在空翻现象；同步触发器由于结构不完善，存在空翻现象；2 2边沿触发器采用了边沿触发方式，克服了空翻现象；边沿触发器采用了边沿触发方式，克服了空翻现象；3 3不同的触发方式是采用不同的触发器结构来实现的。不同的触发方式是采用不同的触发器结构来实现的。边沿触发器边沿触发器结论结论本讲稿第二十八页，共四十二页 电路结构及符号（教材电路结构及符号（教材P130P130）CPG1G3&G2Q&G4&G6&G8G7G5RSG91QQQ主

18、触发器主触发器从触发器从触发器1S1RQC1Q 动作特点：动作特点：(1)CP=1期间，主期间，主FF 根据根据R、S 翻转，从翻转，从FF不变。不变。主从主从RSRS触发器触发器(2)CP=0期间，从期间，从FF根据根据Q、Q 翻转，而主翻转，而主FF不变。不变。主从触发主从触发器的标志器的标志本讲稿第二十九页，共四十二页QQQQSRCP14352主从主从RSRS触发器触发器已已知知CP、S、R的的波波形形，试试画画出出主主从从触触发发器器Q和和Q的的电电压压波波形。设触发器的初始状态为形。设触发器的初始状态为Q=0。本讲稿第三十页，共四十二页 主从主从RSRS触发器的动作特点：触发器的动作

19、特点：(1)(1)在在CPCP的的一一个个变变化化周周期期中中触触发发器器输输出出端端的的状状态态只只可可能能改改变变一一次次，从而杜绝了空翻现象；从而杜绝了空翻现象；主从主从RSRS触发器触发器(2)Q(2)Q、Q Q 端状态的改变发生在端状态的改变发生在CPCP的下降沿；的下降沿；(3)(3)与与下下降降沿沿触触发发器器的的动动作作特特点点并并不不完完全全相相同同（如如脉脉冲冲期期间间）。原原因因：在在CP=1CP=1期期间间，Q Q和和 Q Q的的状状态态仍仍然然会会随随S S、R R状态的变化而多次改变。状态的变化而多次改变。本讲稿第三十一页，共四十二页 电路结构（教材电路结构（教材P

20、130P130）G1G3G2QQG4G6G8G7G5KJG9CP1&1J1KQC1Q主从主从JKJK触发器触发器从触发器从触发器主触发器主触发器本讲稿第三十二页，共四十二页 电路结构（教材电路结构（教材P130P130）主从主从JKJK触发器触发器主从主从RS触发器触发器G1G3G2QQG4G6G8G7G5KJG9CP1&S SR R本讲稿第三十三页，共四十二页主从主从JKJK触发器触发器已已知知CP、J、K的的波波形形，试试画画出出主主从从触触发发器器Q和和Q的的电电压压波波形。设的初始状态为形。设的初始状态为Q=0。QQQQJKCP14352本讲稿第三十四页，共四十二页 主从主从JKJK触

21、发器的动作特点：触发器的动作特点：(1)(1)在在CPCP的的一一个个变变化化周周期期中中触触发发器器输输出出端端的的状状态态只只可可能能改改变变一一次次，从而杜绝了空翻现象；从而杜绝了空翻现象；主从主从JKJK触发器触发器(2)Q(2)Q、Q Q 端状态的改变发生在端状态的改变发生在CPCP的下降沿；的下降沿；(3)(3)在在Q Qn n=0=0时时，主主触触发发器器只只能能接接受受置置1 1输输入入信信号号；在在Q Qn n=1=1时时，主主触触发发器器只只能能接接受受置置0 0输输入入信信号号，其其结结果果是是在在CP=1CP=1期期间间主主触触发发器器只只可可能能翻转翻转1 1次次(如

22、脉冲如脉冲4 4期间）。期间）。本讲稿第三十五页，共四十二页主从主从JKJK触发器触发器QQQQJKCP143521 10 0 1 10 0(3)(3)在在Q Qn n=0=0时时，主主触触发发器器只只能能接接受受置置1 1输输入入信信号号；在在Q Qn n=1=1时时，主主触触发发器器只只能能接接受受置置0 0输输入入信信号号，其其结结果果是是在在CP=1CP=1期期间间主主触触发发器器只只有有可能翻转可能翻转1 1次次(如脉冲如脉冲4 4期间）。期间）。本讲稿第三十六页，共四十二页 目目前前生生产产的的时时钟钟控控制制触触发发器器定定型型产产品品中中只只有有JKJK触触发发器器和和D型型触

23、触发发器。其它功能的触发器可由这两种触发器转化而成。器。其它功能的触发器可由这两种触发器转化而成。JKJK、D D 触发器转化为触发器转化为 TT触发器触发器 1J1KQC1“1”“1”Q1DQC1Q触发器的功能转换触发器的功能转换本讲稿第三十七页，共四十二页 将将 D D 触发器转换为触发器转换为 RSRS、JKJK、T T D D 转换成转换成 JKJK 1DQC1QCP1&JKD D 转换成转换成 RSRS 1DQC1QCP11&SR触发器的功能转换触发器的功能转换本讲稿第三十八页，共四十二页D D 转换成转换成 T T 1DQC1QCP1&T1DQC1QCP&T触发器的功能转换触发器的

24、功能转换本讲稿第三十九页，共四十二页 将将 JK JK 转换成转换成 D D 1J1KQC11DCP触发器的功能转换触发器的功能转换本讲稿第四十页，共四十二页触发器特点触发器特点触发器分类触发器分类本章重点本章重点触发器外部逻辑功能、触发方式。触发器外部逻辑功能、触发方式。时序逻辑电路的最基本单元；能够存储一位二进制信时序逻辑电路的最基本单元；能够存储一位二进制信息的基本单元。息的基本单元。1.1.有两个能够保持的稳定状态，分别用来表示逻辑有两个能够保持的稳定状态，分别用来表示逻辑0 0和逻辑和逻辑1 1。2.2.在在适适当当输输入入信信号号作作用用下下，可可从从一一种种状状态态翻翻转转到到另另一一种种状状态态；在在输输入入信信号号取取消消后后，能能将将获获得得的新状态保存下来。的新状态保存下来。按按触发方式触发方式分：电平触发方式、主从触发方式及边沿触发方式分：电平触发方式、主从触发方式及边沿触发方式按按逻辑功能逻辑功能分：分：R-SR-S触发器、触发器、D D触发器、触发器、J-KJ-K触发器和触发器和T T触发器触发器触发器触发器本讲稿第四十一页，共四十二页作作 业业P7.3T7.1T7.2P7.2教材教材269269页页本讲稿第四十二页，共四十二页