[研究生入學考試]學府考研尹其暢第79修改中

1、.長安大學考研 813電子技術(shù)基礎(chǔ)命題規(guī)分析及復習要點精講主講人：尹其暢老師第三章 觸發(fā)器1、本章考情分析本章從基本RS觸發(fā)器出發(fā)，分析了同步觸發(fā)器，主從觸發(fā)器，邊沿觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理；并討論了RS觸發(fā)器，JK觸發(fā)器，D觸發(fā)器，T觸發(fā)器的邏輯功能及其描述的方法；簡單介紹了觸發(fā)器的脈沖工作特性，在歷年考研中，沒有單獨的出題，但是命題老師把觸發(fā)器和基本邏輯門結(jié)合起來，考一道關(guān)于時序電路的大題，所以這一章是重點，如果觸發(fā)器不熟悉，那么就不會做題。2、本章框架結(jié)構(gòu)本章首先介紹了觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能，然后介紹了觸發(fā)器的工作特點，最后進行總結(jié)。3、本章考點預測如果這一章出小題，只會考小題，例

2、如觸發(fā)器應(yīng)具備兩個基本特點，和觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)分類。4、本章要點精講要點一：觸發(fā)器的概述（特重點，小題）數(shù)字電路：分組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。組合邏輯電路的基本單元是門電路。時序邏輯電路的基本單元是觸發(fā)器。定義：能夠存儲1位二值信號的單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。特點：1、有兩個能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài)0和1，可以長期穩(wěn)定在某個狀態(tài)保持、記憶。2、在一 定的外界觸發(fā)信號的作用下，能從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)存儲新數(shù)據(jù)。電路結(jié)構(gòu)：具有兩個互補的輸出端Q端和 Q 端。當Q=1時，稱觸發(fā)器的狀態(tài)為1狀態(tài)，也稱觸發(fā)器置位；當Q=0時，稱觸發(fā)器的狀態(tài)為0狀態(tài)，也稱觸發(fā)器復位。觸發(fā)器的功能：形象地說， 它具有

3、“一觸即發(fā)”的功能。在輸入信號的作用下，它能夠從一種狀態(tài) ( 0 或 1 )轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài) ( 1 或 0 )。 觸發(fā)器的特點：有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器的分類：1 按功能分RS觸發(fā)器D型觸發(fā)器JK觸發(fā)器T型觸發(fā)器2按觸發(fā)方式劃分電平觸發(fā)方式主從觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式 3根據(jù)存儲數(shù)據(jù)原理分，靜態(tài)觸發(fā)器動態(tài)觸發(fā)器。 觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)現(xiàn)態(tài)Qn觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)次態(tài)Qn+1觸發(fā)器接收輸入信號之后的狀態(tài) （現(xiàn)態(tài)Qn和次態(tài)Qn+1的邏輯關(guān)系是研究觸發(fā)器工作原理的基本問題）要點二：基本RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器是結(jié)構(gòu)最簡單的觸發(fā)器，下圖所示

4、為由與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。輸入端有小圓圈，表示控制信號低電平有效。1.工作過程簡介（1）觸發(fā)器置0。將輸入端稱為置0端，也叫復位端（Reset）。（2）觸發(fā)器置1。將輸入端稱置1端，也叫置位端（Set）。（3）（4）在觸發(fā)器的使用中必須遵循R+S=1的約束條件。2.觸發(fā)器邏輯功能描述觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)稱為觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)，用Qn表示；觸發(fā)器接收輸入信號之后的狀態(tài)稱為觸發(fā)器的次態(tài)，用Qn+1表示?，F(xiàn)態(tài)和次態(tài)是兩個相鄰離散時間里觸發(fā)器輸出端的狀態(tài)，描述觸發(fā)器的邏輯功能就是要找出觸發(fā)器次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及輸入信號之間的關(guān)系。觸發(fā)器邏輯功能使用以下5種方法：特性表、特性方程（Characteris

5、tic Equation）、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(State Diagram)、驅(qū)動表、波形圖，也稱時序圖(Wave Form)來描述該觸發(fā)器輸入信號高電平有效，當兩個輸入信號同時呈現(xiàn)高電平時，觸發(fā)器狀態(tài)不定。 基本RS觸發(fā)器的特點是電路簡單，一個觸發(fā)器可以存儲一位二進制代碼，是構(gòu)成各種復雜觸發(fā)器的基礎(chǔ)；但由于采用電平直接控制方式，輸入信號在全部時間內(nèi)都可以直接控制輸出端的狀態(tài)，導致電路抗干擾能力下降。同時輸入信號之間存在約束關(guān)系，限制了觸發(fā)器的應(yīng)用。 要點三：同步觸發(fā)器具有時鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱為同步觸發(fā)器，又稱時鐘觸發(fā)器（或鐘控觸發(fā)器）。在數(shù)字系統(tǒng)中，如果要求某些觸發(fā)器在同一時刻動作，就必須給這些觸

6、發(fā)器引入時間控制信號。時間控制信號也稱同步信號，或時鐘信號，或時鐘脈沖，簡稱時鐘，用CP (Clock Pulse) 表示。CP控制時序電路工作節(jié)奏的固定頻率的脈沖信號，一般是矩形波。 具有時鐘脈沖CP控制的觸發(fā)器稱為同步觸發(fā)器，或時鐘觸發(fā)器，觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時鐘脈沖同步。 同步RS觸發(fā)器同步RS觸發(fā)器是在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上增加兩個由時鐘脈沖信號CP控制的與非門G3、G4構(gòu)成的。下圖為帶直接復位端和直接置位端的同步RS觸發(fā)器電路，圖中CP端為時鐘脈沖信號輸入端，簡稱鐘控端。1 工作過程簡介CP=0時，G3、G4門被封鎖，輸出均為1。此時，不論輸入信號R、S如何變化，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。

7、CP=1時，G3、G4門解除封鎖，觸發(fā)器的次態(tài)Qn+1取決于輸入信號R、S及電路的現(xiàn)態(tài)Q n。輸入端 為直接復位端和直接置位端。 端和 端又稱異步置0端和異步置1端，它不受CP脈沖信號的控制?？梢酝ㄟ^ 端和 端的值確定觸發(fā)器的初始狀態(tài)。2.觸發(fā)器邏輯功能描述（1）特性表。 時鐘信號輸入變量觸發(fā)器狀態(tài)說明CPRSQnQn+110000觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變 1001110101觸發(fā)器置1 1011111000觸發(fā)器置0 110101110×觸發(fā)器狀態(tài)不定 1111×0××00CP = 0時，觸發(fā)器狀態(tài)不變 0××11（2）特性方程。同步R

8、S觸發(fā)器的特性方程為（CP=1時）（3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與驅(qū)動表。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 同步RS觸發(fā)器驅(qū)動表狀態(tài)轉(zhuǎn)換對輸入信號的要求QnQn+1RS00×001011010110×3同步RS觸發(fā)器的特點（1）CP=0時，觸發(fā)器不接受輸入信號，保持原狀態(tài)不變。CP=1時，觸發(fā)器接收輸入信號R、S，并隨R、S的變化而變化。（2）存在不定狀態(tài)，即輸入信號之間有約束。（3）存在空翻現(xiàn)象。CP=1期間，輸入信號的多次變化，將導致觸發(fā)器的狀態(tài)也隨之多次發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為空翻。它與觸發(fā)器在一個CP脈沖信號作用下，狀態(tài)最多只能變化一次的原則相悖，應(yīng)采取措施避免。由于同步RS觸發(fā)器存在空翻現(xiàn)象，所以它只

9、能用于數(shù)據(jù)鎖存，而不能用于計數(shù)器、寄存器和存儲器中。要點四：主從觸發(fā)器一 主從RS觸發(fā)器主從RS觸發(fā)器由兩個同步RS觸發(fā)器組成的主觸發(fā)器和從觸發(fā)器首尾相連構(gòu)成，但是控制主、從觸發(fā)器工作的CP脈沖信號相位相反。 主從RS觸發(fā)器的特性表CPSRQnQn+1說明0000在CP時鐘脈沖信號的下降沿到來時，輸入信號通過主觸發(fā)器作用于從觸發(fā)器，使觸發(fā)器狀態(tài)改變。 00110100011010011011110×111×二：主從JK觸發(fā)器1. 工作過程簡介（1）J=0，K=0。由于門G7、G8輸出均為1，所以觸發(fā)器電路保持原有狀態(tài)不變。（2）J=0，K=1。在CP=1期間，主觸發(fā)器置0，

10、CP脈沖信號發(fā)生負跳變后，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器狀態(tài)，也被置0。（3）J=1，K=0。在CP=1期間，主觸發(fā)器置1，CP脈沖信號發(fā)生負跳變后，從觸發(fā)器接收主觸發(fā)器狀態(tài)，也被置1。（4）J=1，K=1。2. 觸發(fā)器邏輯功能描述CPJKQnQn+1說明0000保持00110100置001101001置110111101取反1110主從JK觸發(fā)器的特性方程。主從JK觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 。對主從JK觸發(fā)器，只有在CP=1期間，輸入信號J、K的狀態(tài)一直不變，才能夠保證特性表狀態(tài)的成立。對于主從結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器，為保證電路的正常工作，應(yīng)使輸入信號在CP=1期間保持不變。使用主從結(jié)構(gòu)觸發(fā)器時必須注意：只有在CP

11、= 1的全部時間里輸入始終保持不變的條件下，用 CP 下降沿到來時的輸入狀態(tài)決定觸發(fā)器的下態(tài)才肯定是對的。否則，必須考慮 CP=1 期間輸入端狀態(tài)的全部變化過程，才能確定 CP 降沿到來時觸發(fā)器的下態(tài)。要點五：邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器在CP脈沖信號的上升沿或下降沿到來時刻接收輸入信號，電路的狀態(tài)才可能發(fā)生變化，而在其他時刻輸入信號狀態(tài)的變化對觸發(fā)器狀態(tài)沒有影響。邊沿觸發(fā)器是利用時鐘脈沖的有效邊沿（上升沿或下降沿）將輸入的變化反映在輸出端，而在CP=0及CP=1不接收信號，輸出不會誤動作。 邊沿觸發(fā)器CP脈沖上升沿或下降沿進行觸發(fā)。 正邊沿觸發(fā)器CP脈沖上升沿觸發(fā)。 負邊沿觸發(fā)器CP脈沖下降沿觸發(fā)。

12、 邊沿觸發(fā)方式，可提高觸發(fā)器工作的可靠性，增強抗干擾能力。 維持阻塞型邊沿觸發(fā)器一 D邊沿觸發(fā)器 上升沿觸發(fā)方式 下降沿觸發(fā)方式1. 工作過程簡介CP=0時，電路狀態(tài)保持原態(tài)。當CP由0跳變?yōu)?時，觸發(fā)器接收數(shù)據(jù)，CP=1期間，即使輸入D發(fā)生變化，電路狀態(tài)也不再隨之發(fā)生變化2. 觸發(fā)器邏輯功能描述（1）特性表。 CPDQn+10×Qn00111×Qn（2）特性方程。（CP有效） （3）狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。三、邊沿D觸發(fā)器的主要特點 1、CP邊沿（上升沿或下降沿）觸發(fā) 在CP脈沖上升沿（或下降沿）時刻，觸發(fā)器按照特性方程Qn+1=D的規(guī)定轉(zhuǎn)換狀態(tài)，實際上是加在D端的信號被鎖存起來，送

13、到輸出端。 2、抗干擾能力強 因為只在觸發(fā)沿甚短的時間內(nèi)觸發(fā)，其他時間輸入信號對觸發(fā)器不起作用，保證信號的可靠接收。 3、只具有置1、置0功能 在某些情況下，使用起來不夠方便。二JK邊沿觸發(fā)器下降沿觸發(fā)方式上升沿觸發(fā)方式要點六：觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換JK觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器和T觸發(fā)器1JK觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器在CP時鐘脈沖信號作用下，具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器，稱為T觸發(fā)器。將JK觸發(fā)器的兩個輸入端J、K相連，作為輸入端就構(gòu)成了T觸發(fā)器。T觸發(fā)器的特性方程為：T觸發(fā)器常用作進行記數(shù)。 小結(jié)1. 在應(yīng)用觸發(fā)器時，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容易造成整個數(shù)字系統(tǒng)工作不正常。2. 邊沿觸發(fā)抗干擾能力強，且不存在

14、空翻，應(yīng)用較廣泛。3. 雖然花費了不少時間用于分析觸發(fā)器內(nèi)部電路的工作原理，但重點要求大家在理解的基礎(chǔ)上能夠牢固地記憶和正確地使用邊沿觸發(fā)方式下的 D 觸發(fā)器和 JK 觸發(fā)器的邏輯符號和功能。（1）時鐘控制R-S觸發(fā)器電平觸發(fā)方式，當CP=1時，其狀態(tài)隨輸入端R、S的變化而改變（2）主從J-K觸發(fā)器（3）邊沿觸發(fā)器維持-阻塞D觸發(fā)器Qn+1=D（）邊沿J-K觸發(fā)器觸發(fā)方式不同，邏輯功能與主從J-K觸發(fā)器的相同。習題補充：小題：一、填空題1、按照電路結(jié)構(gòu)和工作特點的不同，將觸發(fā)器分成(基本觸發(fā)器)、(同步觸發(fā)器)和(邊沿觸發(fā)器)。2、由與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器的特征方程為：( )；約束條件為：

15、(RS=0)。3、同步RS觸發(fā)器：CP0時輸出端Q和Q的狀態(tài)(保持不變)；CP1時RS變化將引起觸發(fā)器輸出端Q和Q的狀態(tài)(變化) 。4、邊沿觸發(fā)器具有共同的動作特點，即觸發(fā)器的次態(tài)僅取決于CP信號的(上升沿)或(下降沿)到達時輸入的邏輯狀態(tài)，而在這時刻之前或之后，輸入信號的變化對觸發(fā)器輸出的狀態(tài)沒有影響。5、觸發(fā)器邏輯功能的表示方法有(特性表)、(卡諾圖)、 (特性方程)、(狀態(tài)圖)和(時序圖)5種。二、選擇題1、已知R、S是或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器輸入端，則約束條件為()。1 RS0 R+S1 RS1 R+S02、沒有約束條件的觸發(fā)器是()。1 基本RS觸發(fā)器 同步D觸發(fā)器（3）步RS觸發(fā)器3、邊沿JK觸發(fā)器的特性方程為4、JK觸發(fā)器欲在CP作用后保持原狀態(tài)，則JK的值是()。 JK11 JK10 2 JK01 JK0