9.1基本RS觸發(fā)器9.2同步觸發(fā)器9.3無(wú)空翻觸發(fā)器9.4集成觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換和特性參數(shù)9.1基本RS觸發(fā)器

9.1.1電路結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)

基本RS觸發(fā)器是一種最簡(jiǎn)單的觸發(fā)器，是構(gòu)成各種觸發(fā)器的基礎(chǔ)，它由兩個(gè)與非門(mén)（或者或非門(mén)）的輸入和輸出交叉連接而成，如圖9.1.1（a）所示，邏輯符號(hào)如圖9.1.1（b）所示，工作波形示意圖如圖9.1.1（c）所示。(a)邏輯圖(b)邏輯符號(hào)(c)波形圖圖9.1.1基本RS觸發(fā)器第9章集成觸發(fā)器9.1.2基本RS觸發(fā)器的應(yīng)用示例基本RS觸發(fā)器可用于防抖動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，電路如圖9.1.2(a)所示。開(kāi)關(guān)SW在閉合的瞬間會(huì)發(fā)生多次次抖動(dòng)，使UA、UB兩點(diǎn)的電平發(fā)生跳變，這種情形在電路中是不允許的。(a)電路圖(b)開(kāi)關(guān)反跳現(xiàn)象及改善后的波形圖圖9.1.2防抖動(dòng)開(kāi)關(guān)

在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上，加上兩個(gè)與非門(mén)即可構(gòu)成同步RS觸發(fā)器，其邏輯圖如圖9.2.1(a)所示，邏輯符號(hào)如圖9.2.1(b)所示。

9.2同步觸發(fā)器9.2.1同步RS觸發(fā)器

(a)邏輯圖(b)邏輯符號(hào)圖9.2.1同步RS觸發(fā)器邏輯圖和邏輯符號(hào)CPS

R

QnQn+1說(shuō)明00×

×

0×

×

101狀態(tài)不變1100000101Qn+1=

Qn保持1101001100Qn+1=0置01110010111Qn+1=

1置111110111××不允許狀態(tài)1.真值表9.2.1同步RS觸發(fā)器9.2.1同步RS觸發(fā)器2.特征方程(次態(tài)方程)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及波形圖

(a)卡諾圖(b)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖9.2.2同步RS觸發(fā)器卡諾圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖特征方程為：（9.2.1）在同步RS觸發(fā)器中，必須限制輸入S和R同時(shí)為１的出現(xiàn)，這給使用帶來(lái)不便。為了從根本上消除這種情況，可將鐘控RS觸發(fā)器接成如圖9.2.3(a)所示的形式，同時(shí)將輸入端S改成J，R改成K，這樣就構(gòu)成了JK觸發(fā)器，它的邏輯符號(hào)如圖9.2.3(b)所示。9.2.2同步JK觸發(fā)器(a)邏輯圖(b)邏輯符號(hào)圖9.2.3JK觸發(fā)器邏輯圖和邏輯符號(hào)1.JK觸發(fā)器狀態(tài)真值表9.2.2同步JK觸發(fā)器CPJ

K

QnQn+1說(shuō)明00×

×

0×

×

101狀態(tài)不變1100000101保持1101001100置01110010111置11111011110

必翻9.2.2同步JK觸發(fā)器2.特征方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及波形圖JK觸發(fā)器的特征方程為：（9.2.2）

(a)卡諾圖(b)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖9.2.4JK觸發(fā)器的卡諾圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

RS觸發(fā)器和JK觸發(fā)器都有兩個(gè)輸入端，有時(shí)需要只有一個(gè)輸入端的觸發(fā)器，于是將RS觸發(fā)器接成圖9.2.5(a)所示的形式，這樣就構(gòu)成了只有單輸入端的D觸發(fā)器。它的邏輯符號(hào)如圖9.2.5(b)所示。9.2.3同步D觸發(fā)器(a)邏輯圖(b)邏輯符號(hào)圖9.2.5D觸發(fā)器邏輯圖和邏輯符號(hào)

1.D觸發(fā)器狀態(tài)真值表9.2.3同步D觸發(fā)器CPD

QnQn+1說(shuō)明00×

0×

101狀態(tài)不變11000100置011101111置12.特征方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及波形圖9.2.3同步D觸發(fā)器特征方程為：Qn+1＝D（9.2.3）

(a)卡諾圖(b)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖9.2.6D觸發(fā)器的卡諾圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖9.2.4同步T觸發(fā)器如果把JK觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端J和K連在一起，并把這個(gè)連在一起的輸入端用T表示，這樣就構(gòu)成了T觸發(fā)器，如圖9.2.8(a)所示，其邏輯符號(hào)如圖9.2.8(b)所示。

(a)邏輯圖(b)邏輯符號(hào)圖9.2.8T觸發(fā)器邏輯圖和邏輯符號(hào)

1.T觸發(fā)器狀態(tài)真值表9.2.4同步T觸發(fā)器CPT

QnQn+1說(shuō)明00×

0×

101狀態(tài)不變11000100保持11101110必翻

2.特征方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖9.2.4同步T觸發(fā)器特征方程為：（9.2.4）

(a)卡諾圖(b)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖9.2.9T觸發(fā)器的卡諾圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖9.2.5同步觸發(fā)器存在的問(wèn)題觸發(fā)器可能在一個(gè)CP脈沖期間發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，這種兩次或兩次以上翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)為“空翻”，使觸發(fā)器的功能遭到破壞。

【例9.2.1】已知同步RS觸發(fā)器中CP、R、S的波形如圖9.2.10所示，試畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的輸出端Q的波形（設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0）圖9.2.10例9.2.1的波形圖解：當(dāng)CP=0時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)，即Q=0；當(dāng)CP=1時(shí)，輸出端Q的狀態(tài)隨輸入端R、S發(fā)生變化，其波形變化如圖9.2.10所示。主從觸發(fā)器具有主從結(jié)構(gòu)，能夠克服空翻現(xiàn)象的觸發(fā)器。實(shí)際使用的主從觸發(fā)器主要是主從JK觸發(fā)器，其邏輯圖和邏輯符號(hào)如圖9.3.1所示。9.3無(wú)空翻觸發(fā)器9.3.1主從觸發(fā)器(a)邏輯圖(b)邏輯符號(hào)圖9.3.1主從JK觸發(fā)器9.3.1主從觸發(fā)器主從JK觸發(fā)器的工作波形如圖9.3.2所示。圖9.3.2主從JK觸發(fā)器工作波形

【例9.3.1】已知主從JK觸發(fā)器的輸入CP、J、K的輸入波形如圖9.3.3所示，試畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的輸出端Q的波形（設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0）。9.3.1主從觸發(fā)器解：根據(jù)主從JK觸發(fā)器的邏輯功能和給定的輸入信號(hào)J、K值，可得出在4個(gè)CP期間的輸出端Q的波形。圖9.3.3例9.3.1的工作波形邊沿觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于時(shí)鐘信號(hào)CP上升沿（或下降沿)到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)，也就是說(shuō)，在有效觸發(fā)沿之前和之后輸入信號(hào)變化對(duì)觸發(fā)器狀態(tài)均無(wú)影響，從而克服了空翻，提高了抗干擾能力。邊沿觸發(fā)器主要有維持阻塞觸發(fā)器、CMOS傳輸門(mén)邊沿觸發(fā)器以及得用門(mén)電路傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸發(fā)器等。9.3.2邊沿觸發(fā)器

1.維持阻塞D觸發(fā)器

維持阻塞觸發(fā)器是利用電路內(nèi)部的維持阻塞線產(chǎn)生的維持阻塞作用克服空翻現(xiàn)象的。9.3.2邊沿觸發(fā)器

(a)邏輯符號(hào)(b)工作波形圖9.3.4維持阻塞D觸發(fā)器邏輯符號(hào)和工作波形

2.邊沿JK觸發(fā)器邊沿JK觸發(fā)器是利用電路內(nèi)部門(mén)電路的速度差來(lái)克服空翻現(xiàn)象為例，下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器邏輯符號(hào)如圖9.3.5(a)所示；上升沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器邏輯符號(hào)如圖9.3.5(b)所示。9.3.2邊沿觸發(fā)器(a)下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器(b)上升沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器圖9.3.5邊沿JK觸發(fā)器邏輯符號(hào)圖

若如已知CP、J、K的輸入波形，則可畫(huà)出觸發(fā)器工作波形如圖9.3.6所示(以下降沿JK觸發(fā)器為例)。9.3.2邊沿觸發(fā)器圖9.3.6下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器波形圖

1.集成觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換在實(shí)際應(yīng)用中往往需要各種類(lèi)型的觸發(fā)器，而市場(chǎng)上出售的觸發(fā)器多為集成D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，如果想獲得其它功能的觸發(fā)器時(shí)，可以利用轉(zhuǎn)換的方法獲得具有其他功能的觸發(fā)器。例如，可將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器、T觸發(fā)器、Tˊ觸發(fā)器，如圖9.4.1所示。9.4集成觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換和特性參數(shù)(a)JK轉(zhuǎn)換成D(b)JK轉(zhuǎn)換成T(c)JK轉(zhuǎn)換成Tˊ圖9.4.1J