第5章雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器本章要點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本組成單元。本章按結(jié)構(gòu)介紹觸發(fā)器類型工作原理、特性表及特性方程等。心形流水燈你知道嗎？雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，它能儲(chǔ)存一位二進(jìn)制碼。它有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，在外加信號(hào)觸發(fā)下電路可從一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)。由D觸發(fā)器構(gòu)成流水燈電路5.1基本RS觸發(fā)器（3）具有存儲(chǔ)功能，即在觸發(fā)信號(hào)無效后，新的狀態(tài)能保存下來。

觸發(fā)器的構(gòu)成要求具有以下功能：（1）能自動(dòng)保持兩種穩(wěn)定的輸出狀態(tài)：0和1；（2）外部觸發(fā)信號(hào)可控制觸發(fā)器的狀態(tài)；

觸發(fā)器的分類：按時(shí)鐘無時(shí)鐘：基本RS觸發(fā)器時(shí)鐘觸發(fā)器（按功能）RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T和T′觸發(fā)器按結(jié)構(gòu)主從觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器上升沿下升沿5.1.1基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器電路邏輯符號(hào)或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器電路邏輯符號(hào)注意5.1.1基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)（1）觸發(fā)器的輸出端是指Q端，要求輸出狀態(tài)必須與Q端狀態(tài)相反，否則稱為禁態(tài)。若Q=1，稱觸發(fā)器為1態(tài)，或稱為置位（Set）；若Q=0，稱觸發(fā)器為0態(tài)，或叫復(fù)位（Reset）。（2）無觸發(fā)信號(hào)作用時(shí)觸發(fā)器的狀態(tài)稱為初態(tài)或原態(tài)，用Qn表示（或上標(biāo)n省略，直接用Q表示）；若在觸發(fā)信號(hào)的作用下，觸發(fā)器產(chǎn)生新的狀態(tài)，則稱為末態(tài)或新態(tài)（或叫次態(tài)），用Qn+1表示。5.1.2基本RS觸發(fā)器的工作原理與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器電路1.0011禁態(tài)注意當(dāng)同時(shí)加低電平后，又同時(shí)加高電平，觸發(fā)器狀態(tài)人為不能確定，稱為不定態(tài)。1111？5.1.2基本RS觸發(fā)器的工作原理2.01110復(fù)位3.10011置位復(fù)位端置位端5.1.2基本RS觸發(fā)器的工作原理4.11保持原態(tài)，存儲(chǔ)5.1.3基本RS觸發(fā)器特性表及動(dòng)作特點(diǎn)保持原態(tài)11置位0101復(fù)位1010禁態(tài)（或不定）1*1*00說明特性表

動(dòng)作特點(diǎn)：輸入觸發(fā)信號(hào)任何時(shí)候都會(huì)影響輸出端的的狀態(tài)。5.1.2基本RS觸發(fā)器的工作原理【例】將如圖所示波形，加到與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器電路的輸入端，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為1。試畫出輸出端Q及的波形。保持原態(tài)11置位0101復(fù)位1010禁態(tài)（或不定）1*1*00說明5.1.2基本RS觸發(fā)器的工作原理【例】已知基本RS觸發(fā)器輸入端的波形如圖所示，試畫出輸出端Q及的波形。保持原態(tài)11置位0101復(fù)位1010禁態(tài)（或不定）1*1*00說明5.2同步RS觸發(fā)器在數(shù)字系統(tǒng)中，如紅綠燈，需要引入某種脈沖控制信號(hào)即時(shí)鐘脈沖信號(hào)（ClockPulse），簡稱時(shí)鐘（CP）。時(shí)鐘（CP）紅綠燈5.2.1電路結(jié)構(gòu)5.2同步RS觸發(fā)器同步RS觸發(fā)器的邏輯電路同步RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)5.2同步RS觸發(fā)器5.2.2工作原理1.當(dāng)時(shí)鐘脈沖為低電平，即CP=0時(shí)0011保持原態(tài)不變（存儲(chǔ)狀態(tài)）5.2同步RS觸發(fā)器5.2.2工作原理2.當(dāng)時(shí)鐘脈沖為高電平，即CP=1時(shí)11（1）R=0，S=00011保持原態(tài)不變（存儲(chǔ)狀態(tài)）5.2同步RS觸發(fā)器5.2.2工作原理2.當(dāng)時(shí)鐘脈沖為高電平，即CP=1時(shí)1（2）R=0，S=110110101態(tài)，置位5.2同步RS觸發(fā)器5.2.2工作原理2.當(dāng)時(shí)鐘脈沖為高電平，即CP=1時(shí)1（3）R=1，S=011001010態(tài)，復(fù)位5.2同步RS觸發(fā)器5.2.2工作原理2.當(dāng)時(shí)鐘脈沖為高電平，即CP=1時(shí)1（4）R=1，S=11110011禁態(tài)（不定態(tài)）01111？？00不定態(tài)有兩種情況：（1）CP=0（2）S=R=05.2.3特性表、動(dòng)作特點(diǎn)及特性方程5.2同步RS觸發(fā)器RSQn+1說明00Qn保持原態(tài)0110置位1001復(fù)位1111禁態(tài)（或不定）特性表5.2.3特性表、動(dòng)作特點(diǎn)及特性方程5.2同步RS觸發(fā)器同步RS觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖低電平，即CP=0時(shí)，保持狀態(tài)不變；高電平，即CP=1時(shí)，輸出可以置位、復(fù)位和保持原態(tài)，但仍具有禁態(tài)或不定態(tài)。5.2.3特性表、動(dòng)作特點(diǎn)及特性方程5.2同步RS觸發(fā)器RSQn+1說明00Qn保持原態(tài)0110置位1001復(fù)位1111禁態(tài)（或不定）同步RS觸發(fā)器新態(tài)Qn+1的卡諾圖特性方程【例】將如圖所示波形加到同步RS觸發(fā)器的電路上。設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為0，試畫出輸出端Q和的波形。解：5.3主從觸發(fā)器5.3.1主從RS觸發(fā)器邏輯電路邏輯符號(hào)5.3主從觸發(fā)器5.3.1主從RS觸發(fā)器簡化邏輯電路5.3主從觸發(fā)器5.3.1主從RS觸發(fā)器RSQn+1說明00Qn保持原態(tài)0110置位1001復(fù)位1111禁態(tài)（或不定）特性表【例】主從RS觸發(fā)器的輸入波形如圖所示。設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為0，試畫出主觸發(fā)器輸出端Q主和從觸發(fā)器Q的波形。解：5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器邏輯電路邏輯符號(hào)1.電路的結(jié)構(gòu)5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器簡化邏輯電路1.電路的結(jié)構(gòu)2.工作原理5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器（1）J=K=00000

CP=1

CP由1→0后CP從=0，從觸發(fā)器不變主觸發(fā)器不變，從觸發(fā)器跟隨主觸發(fā)器狀態(tài)，即保持原態(tài)不變（存儲(chǔ)狀態(tài)）102.工作原理5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器（2）J=0，K=10100

CP=1，CP從=0，從觸發(fā)器不變

CP由1→0后觸發(fā)器置“0”，復(fù)位1001112.工作原理5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器（3）J=1，K=01000

CP=1，CP從=0，從觸發(fā)器不變

CP由1→0后觸發(fā)器置“1”，置位10110012.工作原理5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器（4）J=1，K=11100

CP=1，CP從=0，從觸發(fā)器不變

CP由1→0后觸發(fā)器計(jì)數(shù)狀態(tài)，新態(tài)是舊態(tài)取反10110013.特性表與特性方程5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器JKQn+1說明00Qn保持原態(tài)0101復(fù)位1010置位11Qn計(jì)數(shù)特性表Qn+1的卡諾圖特性方程5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器注意JK觸發(fā)器是比較常用的觸發(fā)器，除了計(jì)數(shù)功能，它可做為分頻電路。分頻電路時(shí)序波形fofo/2fo/4二分頻四分頻5.3.2主從JK觸發(fā)器5.3主從觸發(fā)器

主從型JK觸發(fā)器芯片74LS72邏輯符號(hào)特點(diǎn)（1）

帶有異步復(fù)位和置位端；（2）輸入端J和K分別有三個(gè)，是與的邏輯關(guān)系，即【例】將J、K、CP及的波形輸入到主從JK觸發(fā)器，并將接高電平。試畫出輸出端Q和的波形。解：【例】主從JK觸發(fā)器輸入端J、K及時(shí)鐘波形如圖所示，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為1，試畫出主、從觸發(fā)器輸出端Q主和Q的波形。解：5.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)邏輯電路邏輯符號(hào)2.觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生5.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器可認(rèn)為在CP的下降沿到來時(shí)，輸出受輸入控制5.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器3.工作原理：在CP下降沿到來時(shí)（C點(diǎn)為高電平）↓1（1）J=K=00011保持原態(tài)不變（存儲(chǔ)狀態(tài)）5.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器3.工作原理：在CP下降沿到來時(shí)（C點(diǎn)為高電平）↓1（2）J=0，K=10111置0，復(fù)位01100→0→15.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器3.工作原理：在CP下降沿到來時(shí)（C點(diǎn)為高電平）↓1（3）J=1，K=01010置1，置位01101→1→05.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器3.工作原理：在CP下降沿到來時(shí)（C點(diǎn)為高電平）↓1（4）J=1，K=11110新態(tài)為舊態(tài)取反，計(jì)數(shù)狀態(tài)01101→1→00→0→15.4邊沿觸發(fā)器5.4.1邊沿JK觸發(fā)器JKQn+1說明00Qn保持原態(tài)0101復(fù)位1010置位11Qn計(jì)數(shù)特性表特性方程特性表和特性方程與主從JK觸發(fā)器相同，但輸出受輸入控制只在CP的下降沿，而主從是CP=1時(shí)主受控，從而在CP=0時(shí)從觸發(fā)器也受控常用的集成邊沿JK觸發(fā)器型號(hào)為74LS112，為CP下降沿控制解：【例】將如圖所示CP、J、K、的波形接入邊沿JK觸發(fā)器的邏輯電路上，而接高電平1。試畫出其輸出端及的波形?！纠繉、K及時(shí)鐘CP的波形接到邊沿JK觸發(fā)器輸入端上，設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為1，試畫出觸發(fā)器輸出端Q的波形。解：5.4邊沿觸發(fā)器5.4.2邊沿D觸發(fā)器1.利用門傳輸延遲時(shí)間構(gòu)成的上升沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器邏輯電路邏輯符號(hào)（1）電路構(gòu)成5.4邊沿觸發(fā)器5.4.2邊沿D觸發(fā)器1.利用門傳輸延遲時(shí)間構(gòu)成的上升沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器（2）觸發(fā)脈沖的形成可認(rèn)為在CP的上降沿到來時(shí)，輸出受輸入控制5.4邊沿觸發(fā)器5.4.2邊沿D觸發(fā)器1.利用門傳輸延遲時(shí)間構(gòu)成的上升沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器（3）工作原理：在CP上升沿到來時(shí)（B點(diǎn)為高電平）

D=0↑1011010

D=1101010特性表D說明001復(fù)位110置位特性方程5.4邊沿觸發(fā)器5.4.2邊沿D觸發(fā)器2.維持阻塞型邊沿D觸發(fā)器（自學(xué)）邏輯電路邏輯符號(hào)維持阻塞型也是在CP的上降沿控制。集成D觸發(fā)器型號(hào)有74LS74/175等，多為此電路結(jié)構(gòu)【例】D觸發(fā)器的邏輯電路如圖所示，將時(shí)鐘CP及D的波形加到電路上，試畫出輸出端Q和的波形。設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為0。解：【例】觸發(fā)器電路、輸入時(shí)鐘CP、、A和B的波形如圖所示。試寫出兩個(gè)觸發(fā)器的特性方程，并畫出兩個(gè)觸發(fā)器輸出端Q1和Q2的波形。解：5.4邊沿觸發(fā)器5.4.3T觸發(fā)器及觸發(fā)器1.T觸發(fā)器TQn+1說明0Qn保持1Qn計(jì)數(shù)功能表特性方程T觸發(fā)器為輸入端T=0時(shí)，保持狀態(tài)不變；T=1時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)。它可由其他觸發(fā)器構(gòu)成，如JK和D觸發(fā)器，故沒有單獨(dú)集成芯片。5.4邊沿觸發(fā)器5.4.3T觸發(fā)器及觸