1、,杭州電子科技大學電子信息學院,教材原著：數(shù)字電路 龔之春 編著,觸發(fā)器特點：,觸發(fā)器分類：,本章重點：,觸發(fā)器外部邏輯功能、觸發(fā)方式。,能夠存儲一位二進制信息的基本單元。,1.有兩個能夠保持的穩(wěn)定狀態(tài)，分別用來表示邏輯0和邏輯1。,2.在適當輸入信號作用下，可從一種狀態(tài)翻轉到另一種狀態(tài)； 在輸入信號取消后，能將獲得的新狀態(tài)保存下來。,按觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式,按邏輯功能分：R-S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器和T觸發(fā)器,組合電路：,不含記憶元件,、無反饋,、輸出與原來狀態(tài)無關,觸發(fā)器：,RS觸發(fā)器：又稱復位-置位觸發(fā)器,一、電路,SD、RD：,低電平有效,高電平

2、有效,下標D：表示輸入S、R對觸發(fā)器起直接置位、復位作用,二、工作原理,四種情況：,輸入互補：,0,1,1,1,0,0,觸發(fā)器置1,觸發(fā)器復0,1,0,1,0,輸入相同,1,1,原（現(xiàn)）狀態(tài),新（次）狀態(tài),不變,不變,0,0,1,1,同時為1，不成互補關系,是一種不正常的強制狀態(tài),假定G1門的延遲時間短,1,1,1,0,故：與非門型RS觸發(fā)器禁止 工作在這種輸入條件,RS觸發(fā)器真值表,三、工作波形,考慮器件內(nèi)部時延和波形邊沿時間后的觸發(fā)器波形,Twmin 代表SD和RD信號交替出現(xiàn)時的最小時間間隔。,邏輯符號,同理：或非門型RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉換方程為,邏輯符號為:,基本RS觸發(fā)器：又稱透明觸發(fā)

3、器，當輸入信號發(fā)生變化時， 直接影響觸發(fā)器的狀態(tài)及輸出,鐘控觸發(fā)器（時鐘控制的觸發(fā)器）：,觸發(fā)器狀態(tài)轉換的時間由某個時鐘信號來控制,一、鐘控RS觸發(fā)器,1、電路,門G1、G2構成基本 RS觸發(fā)器,門G3、G4是觸發(fā)引導電路,觸發(fā)器狀態(tài)Q維持不變,觸發(fā)器的狀態(tài)可能發(fā)生狀態(tài)轉換,2、狀態(tài)轉換方程及功能表,利用,可得鐘控RS觸發(fā)器的狀態(tài)轉換方程為,其中SR=0是約束條件,功能表,3、邏輯符號,C1：定時（控制）關聯(lián)記號，表示只有在CP為1時， C1才為1，內(nèi)輸入S或R才起置位或復位作用,鐘控RS觸發(fā)器的缺點： 仍需雙路觸發(fā)信號R及S輸入，而且受RS=0約束條件的限制,二、鐘控D觸發(fā)器（D鎖存器）,1

4、、電路,狀態(tài)的轉換仍受時鐘CP的控制,觸發(fā)器狀態(tài)Q維持不變,觸發(fā)器的狀態(tài)可能發(fā)生狀態(tài)轉換,2、狀態(tài)轉換方程與真值表,真值表,狀態(tài)轉換方程,3、邏輯符號,C1：控制關聯(lián),當CP=1時，C1=1， 外輸入數(shù)據(jù)D才成為內(nèi)輸入數(shù)據(jù)， 并使觸發(fā)器的狀態(tài)Qn+1=Dn,4、鐘控D觸發(fā)器又稱為D鎖存器,D：待存入的數(shù)據(jù),在CP=1時，可將數(shù)據(jù)存入觸發(fā)器 在CP=0時，D便保留在觸發(fā)器內(nèi)，此時，門G3和G4都被CP 所封閉，Q的狀態(tài)已與外輸入D隔離，數(shù)據(jù)D即 使變化，也不再能影響狀態(tài)Q,欲存入新數(shù)據(jù)D，需要待CP再次躍升到高電平，打通閂鎖,7、工作波形,在CP=1時，觸發(fā)器仍然是透明的，即Q跟隨D變化,在CP

5、=0時，電路才處于鎖存狀態(tài),MS FFMaster-Slave FF,鐘控觸發(fā)器（鎖存器）： 在CP=1時，輸入仍然會直接影響輸出，是透明的,主從觸發(fā)器：可以解決觸發(fā)器輸入與輸出端之間的透明問題,一、主從RS觸發(fā)器,1、電路,主觸發(fā)器，接受輸入信號S、R,從觸發(fā)器， 輸出存儲 信息,時鐘信號 互補,2、工作過程,當時鐘CP=1時，輸入數(shù)據(jù)R、S被存入主觸發(fā)器,從觸發(fā)器的輸入被封閉，它的輸出保持原有狀態(tài),數(shù)據(jù)在CP為高電平時存入主觸發(fā)器 在CP變?yōu)榈碗娖胶?，才通過從觸發(fā)器傳到輸出端 故主從觸發(fā)器也稱延遲觸發(fā)器,主從觸發(fā)器的優(yōu)點：解決了輸入透明的問題,主從觸發(fā)器的缺點：R、S均為1時，仍然要發(fā)生輸

6、出狀態(tài) 不確定的問題,因為CP變0后，,3、功能表,（1）避免出現(xiàn)R、S同時 為1的輸入情況,注意點：,（2）在CP=1時，輸入S、 R均應保持不變； 否則按CP在負跳變前 一段時間的R、S值， 來確定最終的輸出 狀態(tài),4、邏輯符號,二、主從JK觸發(fā)器,1、電路,互補的兩個輸出信號反饋到最前面的導引門,2、電路的工作情況,1,0,1,0,1,1,在CP=1時，,1,0,1,0,1,0,1,0,1,JK為11時， 觸發(fā)器的 狀態(tài)發(fā)生 轉換,3、功能表,JK=00,維持原狀態(tài) 即：,JK=01,新狀態(tài)復0,JK=10,新狀態(tài)置1,JK=11,新狀態(tài)轉換,6、工作波形,主從RS觸發(fā)器QRS的變化，取

7、決于CP下降沿來臨前RS的最后一次 變化所指引的狀態(tài),主從JK觸發(fā)器QJK,對于第七個脈沖，因為現(xiàn)態(tài)為0，F(xiàn)FM只能接受,S端信號，實現(xiàn)置1轉換；FFS也就只進行置1轉換。,一次轉換特性,三、帶數(shù)據(jù)鎖定的主從JK觸發(fā)器,普通主從JK觸發(fā)器：要求在時鐘CP=1期間，輸入數(shù)據(jù)保持不變,帶數(shù)據(jù)鎖定的主從JK觸發(fā)器：能克服上述缺點,CP正跳變時，讀入JK數(shù)據(jù),CP=1后，主觸發(fā)器的兩個導引門均被封閉 JK再變化，也不會影響觸發(fā)器的狀態(tài),有數(shù)據(jù)鎖定的主從JK觸發(fā)器（74110）,1、邏輯符號,J=J1J2J3,小三角記號，動態(tài)輸入記號，動態(tài)輸入，正跳變有效,K=K1K2K3,直接置1端,直接復0端,3、

8、波形圖,Q的狀態(tài)在CP的下跳沿發(fā)生轉換,但Q的狀態(tài)取決于CP的上跳沿時JK的狀態(tài),主從觸發(fā)器（脈沖型觸發(fā)器）：,在CP高電平期接收輸入數(shù)據(jù)（R，S；J，K；D） 在CP低電平時轉換狀態(tài),存在缺點： 在CP為高電平時，輸入數(shù)據(jù)要嚴格保持恒定，避免任何干擾， 否則將導致狀態(tài)的錯誤轉換,邊沿觸發(fā)器：改進了這種缺點。 只要求在時鐘發(fā)生跳變前后的短時間內(nèi)，輸入數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定,ET FF（Edge-Triggered FF）,1、邏輯符號,2、功能表,3、波形圖,Q,二、邊沿JK觸發(fā)器,1、用邊沿D觸發(fā)器構成的邊沿JK觸發(fā)器電路,2、邏輯符號,3、功能表,4、波形圖,Q,5、兩種商品邊沿JK觸發(fā)器,正邊沿觸

9、發(fā)，,負邊沿觸發(fā),J，K形式輸入數(shù)據(jù),為減少同一裝置中，器件品種過多的缺點：,希望各種功能的觸發(fā)器之間能互相置換，即構成一種多功能的通用觸發(fā)器,將JK觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器,利用令已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程相等的原則，求出轉換邏輯。,轉換方法,解：,例5-1 試將圖5-17（b）所示的負邊沿觸發(fā)JK觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器,一、翻轉觸發(fā)器,專門用作翻轉功能的觸發(fā)器,觸發(fā)器有一個控制變量T,當T=1時，每來一個時鐘脈沖，觸發(fā)器就轉換一次,當T=0時，觸發(fā)器的狀態(tài)維持不變,故T觸發(fā)器的狀態(tài)方程式為：,T=0,T=1,T觸發(fā)器沒有專門的商品電路，它通常是由D或JK觸發(fā)器構成,用D觸發(fā)器,Q,用JK觸發(fā)器,二、多功能觸發(fā)器,用D觸發(fā)器,控制變量,置數(shù)信號（加載）,用JK觸發(fā)器,當LD=0，J，K取決于T輸入,當LD=1，J，K取決于D，使Qn+1=D,邏輯符號,功能表,11 0 1 1,11 1 0 0,一