原创 [转]基本触发器

一、触发器的概念

复习：组合电路的定义？构成其电路的门电路有何特点？组合电路与时序电路的区别？

门电路：在某一时刻的输出信号完全取决于该时刻的输入信号，没有记忆作用。

触发器：具有记忆功能的基本逻辑电路，能存储二进制信息（数字信息）。

触发器有三个基本特性：

（ 1 ）有两个稳态，可分别表示二进制数码 0 和 1 ，无外触发时可维持稳态；

（ 2 ）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转）， 已转换的稳定状态可长期保持下来，这就使得触

发器能够记忆二进制信息，常用作二进制存储单元。

4.2 触发器的基本形式

4.2.1 基本 RS 触发器

一、由与非门组成的基本 RS 触发器

1 ．电路结构

电路组成：两个与非门输入和输出交叉耦合（反馈延时）。

如图 4.2.1 （ a ）所示。逻辑符号：图（ b ）所示。

2 ．逻辑功能

复习：与非门的逻辑功能？

工作原理。（边分析边列特性表。以下文字不写板书。）

　表 4.2.1 与非门组成的基本 RS 触发器的特性表

为何要用同步触发器？

基本 RS 触发器的触发方式： 端的输入信号直接控制。（电平直接触发）

在实际工作中，要求触发器按一定的节拍翻转。

措施：加入时钟控制端 CP ，触发器的状态翻转按 CP 节拍。

同步触发器（时钟触发器或钟控触发器）：具有时钟脉冲 CP 控制的触发器。

CP ：控制时序电路工作节奏的固定频率的脉冲信号，一般是矩形波。

同步：因为触发器状态的改变与时钟脉冲同步。

同步触发器的翻转时刻：受 CP 控制

触发器翻转到何种状态：由输入信号决定

一、同步 RS 触发器

1 ．电路结构

基本 RS 触发器 + 两个钟控门 G 3 、 G 4 ，如图 4.2.3 （ a ）所示。逻辑符号：图（ b ）所示。

钟控端（ CP 端）：时钟脉冲输入端。

2 ．逻辑功能

工作原理。（边分析边列特性表。以下文字不写板书。）

当 CP ＝ 0 时， G 3 、 G 4 被封锁，都输出 1 ，触发器的状态保持不变，当CP=1时,G 3 ,G 4 解除封锁.

二、同步 D 触发器

1 ．电路结构

为了避免同步 RS 触发器出现 R="S"=1 的情况，可在 R 和 S 之间接入非门 G5 ，如图 4.2.6（ a ）所示。

逻辑符号：图 4.2.6 （ b ）所示。

4.2.3 主从触发器

1 ．主从触发器与边沿触发器同样可以克服空翻。

2 ．结构：主从结构。内部有相对称的主触发器和从触发器。

3 ．触发方式：主从式。 主、从两个触发器分别工作在 CP 两个不同的时区内。

总体效果上与边沿触发方式相同。

状态更新的时刻只发生在 CP 信号的上升沿或下降沿。

4 ．优点： 在 CP 的每个周期内触发器的状态只可能变化一次， 能提高触发器的工作可靠性。

主从触发器是在同步 RS 触发器的基础上发展出来的。

各种逻辑功能的触发器都有主从触发方式的，即：

主从 RS 触发器、主从 JK 触发器、主从 D 触发器、

主从 T 触发器、主从 T′ 触发器。

一 主从 RS 触发器

（一）、电路结构

由两个同步 RS 触发器串联组成的，上面的为 从触发器 、下面的为 主触发器 。

G 门的作用是将 CP 反相为 ，使主、从两个触发器分别工作在两个不同的时区内。

（二）、逻辑功能

1 ．当 CP ＝ 1 时， ＝ 0 ，从触发器被封锁，保持原状态不变。

主触发器工作，接收 R 、 S 信号，主触发器的状态按 RS 逻辑功能更新。
2 ．当 CP 由 1↓0 时，即 CP ＝ 0 、 ＝ 1 。主触发器被封锁，不受 R 、 S 端输入信号

的控制，且保持原状态不变。从触发器跟随主触发器的状态翻转。

图 4.2.7　　主从 RS触发器的逻辑图和逻辑符号(a)逻辑图 (b)逻辑符号

二 主从 JK 触发器

（一）、电路结构

逻辑符号中 “┐” ：表示主从触发输出。

（二）、逻辑功能

（ CP 下降沿到来有效）

（ a ）描述方法：逻辑符号、特性表、驱动表、特性方程

(1) 逻辑符号

加小圆圈：表示下降沿有效触发

不加小圆圈：表示上升沿有效触发

图中 “┐” 表示主从触发输出。

(2) 特性表

4.2.4  边沿 JK 触发器

一、电路结构

逻辑符号中 “cp ” 表示边沿触发输入。

加小圆圈：表示下降沿有效触发

不加小圆圈：表示上升沿有效触发

图４.２.８　TTL边沿触发器的逻辑图和逻辑符号

(a)逻辑图 (b)逻辑符号

二、逻辑功能

§ 4-3 触发器逻辑功能的描述

触发器的逻辑功能描述：

特性表、激励表（又称驱动表）、特性方程、状态转换图和波形图（又称时序图）、触发器的分类：

根据 逻辑功能不同： RS 触发器、 D 触发器、 JK 触发器、 T 触发器和T′触发器等。

触发方式不同：电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。

电路结构不同：基本 RS 触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器等。

一 RS 触发器

1. 表 4.3.1 同步 RS 触发器的特性表

2 ．驱动表

表 4.3.2 同步 RS 触发器的驱动表

3 ．特性方程

图 4.3.1

4 ．状态转换图

触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状不变时，对输入信号（ R 、 S ）提出的要求。

根据驱动表可画出状态转换图。

圆圈：触发器的稳定状态

箭头：在 CP 作用下状态转换的情况

标注的 R 、 S 值：触发器状态转换的条件。

二 .JK 触发器

1.JK 触发器的驱动表

　　　　　　　　　　　图４.３.２

三 . D 触发器

根据特性表可得到在 CP ＝ 1 时的同步 D 触发器的驱动表。

同步 D 触发器的驱动表

四、 JK 触发器构成的 T 触发器和 T′ 触发器

T 触发器：具有保持和翻转功能的触发器。

T′ 触发器：只具有翻转功能的触发器。

1 ． JK 触发器 →T 触发器

令 JK 触发器的 J="K"=T

　T 触发器特性方程

本章小结

一、触发器 就是具有这种记忆能力的基本单元电路，触发器按逻辑功能可分为 R-S 触发器，

D 触发器、 J-K 触发器及T 触发器。

二、各触发器的特点 ：

1 ．基本 R-S 触发器 ：由与非门组成，用负脉冲触发；由或非门组成，用正脉冲触发。

2 ．时钟 R-S 触发器、时钟 D 触发器 等同步触发器只有当触发信号出现时，触发器才动作，

　　至于触发器输出为何种状态仍由触发器输入端的状态决定；用电平触发。

3 ． TTL 主从 R-S 触发器和主从 J-K 触发器 中的主触发器和从触发器都为同步 R-S 触发器，

　　它们分别工作在时钟脉冲CP 的不同时区内，常用负脉冲触发。

4 ． TTL 边沿触发器 有维持阻塞 D 触发器和边沿 J-K 触发器，前者常用 CP 上升沿触发，

　　后者常用 CP 下降沿触发。

三、各类触发器的功能：

1 ． R-S 触发器：具有置 0 、置 1 、保持功能。

2 ． D 触发器：具有置 0 、置 1 功能。

3 ． J-K 触发器：具有置 0 、置 1 、保持、翻转功能。

4 ． T 触发器：具有保持、翻转功能。

5 ． T/ 触发器：具有翻转功能。

四、 描写触发器逻辑功能的方法

主要有特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波形图 ( 又称时序图 ) 等。

五、 不同功能的时钟触发器之间可以相互转换