數(shù)字電路 第五章 集成觸發(fā)器

1、第五章 集成觸發(fā)器l1 1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器l2 2 同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器l3 3 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器l4 4 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器l5 5 不同功能觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換不同功能觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換主要內(nèi)容主要內(nèi)容基本概念基本概念觸發(fā)器：觸發(fā)器：是具有記憶功能的基本邏輯單元，一個(gè)觸發(fā)器能夠是具有記憶功能的基本邏輯單元，一個(gè)觸發(fā)器能夠 存貯一位二值信號(hào)。存貯一位二值信號(hào)。觸發(fā)器輸出：觸發(fā)器輸出： 有兩種可能的狀態(tài)：有兩種可能的狀態(tài)：0、1； 輸出狀態(tài)在觸發(fā)信號(hào)作用之下可以發(fā)生轉(zhuǎn)變。輸出狀態(tài)在觸發(fā)信號(hào)作用之下可以發(fā)生轉(zhuǎn)變。 輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時(shí)的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)；輸出狀態(tài)不

2、只與現(xiàn)時(shí)的輸入有關(guān)，還與原來的輸出狀態(tài)有關(guān)； 記憶：記憶：有外觸發(fā)時(shí)有外觸發(fā)時(shí), ,觸發(fā)器狀態(tài)改變觸發(fā)器狀態(tài)改變; ; 觸發(fā)信號(hào)撤除觸發(fā)信號(hào)撤除, ,維持狀態(tài)不變維持狀態(tài)不變。觸發(fā)器分類：觸發(fā)器分類：電平觸發(fā)電平觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分：基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器按功能分：按功能分：RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器D D觸發(fā)器觸發(fā)器T T觸發(fā)器觸發(fā)器T T 觸發(fā)器觸發(fā)器按觸發(fā)方式分：按觸發(fā)方式分： 基本基本RSRS觸發(fā)器，又稱觸發(fā)器，又稱RSRS鎖存器，是各種觸發(fā)器電鎖存器，是各種觸發(fā)器

3、電路中結(jié)構(gòu)形式最簡單的一種，也是各種復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)路中結(jié)構(gòu)形式最簡單的一種，也是各種復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的基本組成部分。觸發(fā)器的基本組成部分。一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)1 1 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器由兩個(gè)與非門首尾相接，交叉耦由兩個(gè)與非門首尾相接，交叉耦合構(gòu)成。合構(gòu)成。DRDS。和和有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端。和和有兩個(gè)觸發(fā)輸入端有兩個(gè)觸發(fā)輸入端 Q Q S DDRDRDS 在觸發(fā)器中，通常用在觸發(fā)器中，通常用Q Q的狀態(tài)表示的狀態(tài)表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即觸發(fā)器的狀態(tài)，即: :0, 11, 0QQQQ 為觸發(fā)器的為觸發(fā)器的0 0狀態(tài)；狀態(tài)；為觸發(fā)器的為觸發(fā)器的1 1狀態(tài)。狀態(tài)。SR也可由或非

4、門構(gòu)成也可由或非門構(gòu)成RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器輸入輸入RD=1, SD=1時(shí)時(shí)1011100101QQ01QQ若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：輸出：輸出：保持原態(tài)保持原態(tài)&G1&G2QQDRDS二、工作原理二、工作原理輸入輸入RD=1, SD=1時(shí)時(shí)1101QQ01QQ若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：輸出：輸出：保持原態(tài)保持原態(tài)&G1&G2QQDRDS若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：輸出：輸出：保持原態(tài)保持原態(tài)10QQ10QQ010110態(tài)。態(tài)。輸出維持原輸出維持原時(shí)時(shí)結(jié)論：結(jié)論： ,11DDSR&G1&G2QQDRDS輸入輸入RD=0, SD=1時(shí)時(shí)若原狀態(tài)若原狀態(tài)：10QQ1100

5、1010輸出：輸出：10QQ保持原態(tài)保持原態(tài)若原狀態(tài)若原狀態(tài)：01QQ01101010輸出：輸出：10QQ&G1&G2QQDRDS輸入輸入RD=0, SD=1時(shí)時(shí) 若原狀態(tài)若原狀態(tài)：10QQ輸出：輸出：10QQ保持原態(tài)保持原態(tài)態(tài)。態(tài)。觸發(fā)器為觸發(fā)器為，輸出輸出時(shí)時(shí)結(jié)論：結(jié)論： 0 01 10,QQSRDD輸入輸入RD=1, SD=0時(shí)時(shí)若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：10QQ10101001輸出輸出：01QQ&G1&G2QQDRDS輸入輸入RD=1, SD=0時(shí)時(shí)若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：10QQ輸出輸出：01QQ&G1&G2QQDRDS若原狀態(tài)：若原狀態(tài)：01Q

6、Q輸出：輸出：01QQ保持原態(tài)保持原態(tài)01010110態(tài)。態(tài)。觸發(fā)器為觸發(fā)器為，輸出輸出時(shí)時(shí)結(jié)論：結(jié)論： 1 1 01,0QQSRDD輸入輸入RD=0, SD=0時(shí)時(shí)0011不論原態(tài)如何，輸出全是不論原態(tài)如何，輸出全是1&G1&G2QQDRDS1.當(dāng)當(dāng)RD=SD=0時(shí)時(shí), Q = Q = 1 違背互補(bǔ)輸出的條件違背互補(bǔ)輸出的條件, 故不允許故不允許RD=SD=0同時(shí)輸入。同時(shí)輸入。2.當(dāng)當(dāng)RD=SD=0同時(shí)變?yōu)橥瑫r(shí)變?yōu)?時(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)闀r(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)?， 另一個(gè)維持為另一個(gè)維持為1,不得翻轉(zhuǎn)。不得翻轉(zhuǎn)?；净綬SRS觸發(fā)器小結(jié)觸發(fā)器小結(jié)11) 1 (DDSR 電

7、路維持原狀態(tài)不變。電路維持原狀態(tài)不變。10)2(DDSR R RD D 觸發(fā)，觸發(fā)，Q=0Q=0，Q=1Q=1。在。在R RD D =0=0信號(hào)消失后，信號(hào)消失后，電路保持電路保持0 0狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。R RD D 端稱為端稱為置置0 0輸入端輸入端或或復(fù)位端復(fù)位端。01)3(DDSR 00)4(DDSR S SD D 觸發(fā)，觸發(fā)，Q=1Q=1，Q=0Q=0。在。在SD SD =0=0信號(hào)消失后，信號(hào)消失后，電路保持電路保持1 1狀態(tài)不變。狀態(tài)不變。S SD D 端稱為端稱為置置1 1輸入端輸入端或或置位端置位端。Q=Q=1Q=Q=1，不是定義的，不是定義的1 1狀態(tài)和狀態(tài)和0 0狀態(tài)。而

8、狀態(tài)。而且且 R RD D 、S SD D同時(shí)回到同時(shí)回到1 1以后，無法確定觸以后，無法確定觸發(fā)器是發(fā)器是1 1狀態(tài)還是狀態(tài)還是0 0狀態(tài)。因此，正常工狀態(tài)。因此，正常工作時(shí)，輸入信號(hào)應(yīng)遵守作時(shí)，輸入信號(hào)應(yīng)遵守R RD D + + S SD D =1=1的約的約束條件，即不允許輸入束條件，即不允許輸入R RD D = =S SD D =0=0的信號(hào)。的信號(hào)。注：注： 稱觸發(fā)器的新狀態(tài)或次態(tài)為稱觸發(fā)器的新狀態(tài)或次態(tài)為Q Qn+1n+1； 稱觸發(fā)器的原狀態(tài)或初態(tài)為稱觸發(fā)器的原狀態(tài)或初態(tài)為Q Qn n ?；居|發(fā)器的基本觸發(fā)器的真值表真值表 1 1 1 1 不變不變0 1 0 10 1 0 11

9、0 1 01 0 1 00 0 0 0 不定不定 1nQDRDS1nQ 輸入信號(hào)直接加在輸出門上，在輸入信號(hào)全輸入信號(hào)直接加在輸出門上，在輸入信號(hào)全部作用時(shí)間內(nèi)，都能直接改變輸出端的狀態(tài)。故部作用時(shí)間內(nèi)，都能直接改變輸出端的狀態(tài)。故又稱基本又稱基本RSRS觸發(fā)器為直接復(fù)位、置位觸發(fā)器。為觸發(fā)器為直接復(fù)位、置位觸發(fā)器。為電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式。三、動(dòng)作特點(diǎn)三、動(dòng)作特點(diǎn)約束條件約束條件: :R RD D + + S SD D =1=1DRDS 在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，為協(xié)調(diào)各部分的動(dòng)作，常常要在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，為協(xié)調(diào)各部分的動(dòng)作，常常要求某些觸發(fā)器于求某些觸發(fā)器于同一時(shí)刻動(dòng)作同一時(shí)刻動(dòng)作。為此，必須引

10、入。為此，必須引入同步同步信號(hào)信號(hào)，使這些觸發(fā)器只有在同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入，使這些觸發(fā)器只有在同步信號(hào)到達(dá)時(shí)才按輸入信號(hào)改變狀態(tài)。通常把這個(gè)同步信號(hào)叫做信號(hào)改變狀態(tài)。通常把這個(gè)同步信號(hào)叫做時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖，或稱為或稱為時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)，簡稱，簡稱時(shí)鐘時(shí)鐘，用，用cpcp表示。這種受時(shí)鐘表示。這種受時(shí)鐘信號(hào)控制的觸發(fā)器稱為信號(hào)控制的觸發(fā)器稱為時(shí)鐘觸發(fā)器時(shí)鐘觸發(fā)器、鐘控鐘控RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器、同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器。2 2 同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器由由G G1 1、G G2 2組成基本組成基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器, ,由由G G3 3、G G4 4組成輸入控制組成輸入控制( (導(dǎo)引導(dǎo)

11、引) )電路。電路。 cpcp控制翻轉(zhuǎn)時(shí)間，控制翻轉(zhuǎn)時(shí)間，R R、S S決定翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。決定翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。QRSQcp1R1SC1一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)&G1RQG2SQ&cpG3G4二、工作原理二、工作原理3 3、4 4門被封鎖，門被封鎖，R R、S S不會(huì)影響輸出狀態(tài)，故觸發(fā)器不會(huì)影響輸出狀態(tài)，故觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變維持原狀態(tài)不變。R R、S S信號(hào)通過信號(hào)通過G G3 3、G G4 4反相加到反相加到基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器上，使上，使觸發(fā)器狀態(tài)觸發(fā)器狀態(tài)跟隨輸入信號(hào)狀態(tài)的變化而改變跟隨輸入信號(hào)狀態(tài)的變化而改變?；颈綬SRS觸觸發(fā)發(fā)器器&G1RQG2SQ&am

12、p;cpG3G4110DRDS1cp=0cp=0時(shí)，時(shí)，cp=1cp=1時(shí)，時(shí)，真值表真值表約束條件約束條件 R RS=0S=0 cp=1 cp=1的全部時(shí)間內(nèi)，的全部時(shí)間內(nèi)，R R、S S變化都將引起觸發(fā)器狀態(tài)變變化都將引起觸發(fā)器狀態(tài)變化。為化。為電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式。R SQn+1功能說明0 00 11 01 1Q 1 0d不變置 1置 0不定三、動(dòng)作特點(diǎn)三、動(dòng)作特點(diǎn)RDSD=11RDSD=10RDSD=01RDSD=00 觸發(fā)器真值表不直觀，若將觸發(fā)器真值表不直觀，若將 Q Qn n稱為狀態(tài)變量，作為一個(gè)稱為狀態(tài)變量，作為一個(gè)變量列入真值表，就得到觸發(fā)器的變量列入真值表，就得到觸發(fā)器

13、的特性表特性表（或（或功能表功能表）。）。四、功能描述方法四、功能描述方法1.特性表同步同步RSRS觸發(fā)器特性表觸發(fā)器特性表利用約束條件求特性方程利用約束條件求特性方程Qn+1 =S + RQnRS=0Qn R S Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 不定不定 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 不定不定100 01 11 1001RSQnd01100d2.特性方程R SQn+1功能說明功能說明0 00 11 01 1Q Q 1 1 0 0d d不變不變置置 1置置 0不定不定Qn Qn+1 R S 0 0 0 0 1 0 1 1 0

14、1 0 1 1 0 3.激勵(lì)表根據(jù)狀態(tài)變化要求根據(jù)狀態(tài)變化要求, ,找出輸入信找出輸入信號(hào)號(hào)( (激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)信號(hào)) )規(guī)律規(guī)律Qn R S Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 不定不定 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 不定不定特性表特性表4.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖獨(dú)立狀態(tài)獨(dú)立狀態(tài)有標(biāo)號(hào)的圈表示有標(biāo)號(hào)的圈表示轉(zhuǎn)移方向轉(zhuǎn)移方向現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)次態(tài)轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移條件輸入條件輸入條件01R=0 S=1R=0S= R= S=0 R=1 S=0Qn Qn+1 R S 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 三三要要素素使輸出全為使輸出全為1CP

15、RSQQSetSetResetResetCPCP撤去后撤去后狀態(tài)不定狀態(tài)不定不變不變5 波形圖R SQ(n+1)功能說明功能說明0 00 11 01 1Q 1 0d不變不變置置 1 1置置 0 0不定不定01R=0 S=1R=0S= R= S=0 R=1 S=0（1 1）為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的場(chǎng)合）為了適應(yīng)單端輸入信號(hào)的場(chǎng)合, ,有時(shí)把同步有時(shí)把同步RSRS觸發(fā)器作成觸發(fā)器作成S=DS=D、R=DR=D的形式，稱為的形式，稱為D D鎖存器。鎖存器。Q Qn+1 n+1 =D=D。如。如74LS7574LS75為為4D4D鎖存器。鎖存器。說明：說明：輸入端輸入端D&G1&G2QQ

16、&G3&G4CP控制端控制端滿足滿足RS=0Qn+1 =S + RQn =DDQn =DD Qn+1 0 0 1 1 功能表功能表波形圖波形圖CPDQQ說明說明( (續(xù)續(xù)) )（2 2）cp=1cp=1期間期間, ,若輸入信號(hào)若輸入信號(hào)多次發(fā)生變化多次發(fā)生變化，則觸發(fā)器狀，則觸發(fā)器狀態(tài)將態(tài)將多次翻轉(zhuǎn)多次翻轉(zhuǎn)，從而降低了電路的抗干擾能力。作為計(jì)，從而降低了電路的抗干擾能力。作為計(jì)數(shù)使用時(shí)，將發(fā)生數(shù)使用時(shí)，將發(fā)生空翻空翻。CPDQ（3 3）基本）基本RSRS觸發(fā)器和同步觸發(fā)器和同步RSRS觸發(fā)器的不足觸發(fā)器的不足: : 輸入有輸入有約約束條件束條件, ,存在存在空翻現(xiàn)象空翻現(xiàn)象。一

17、、主從一、主從RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)相同的同步RS觸發(fā)器組成，cp相位相反。Q QQ QCPCP&G3G1G7G5G9G4G2G8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1主觸發(fā)器從觸發(fā)器3 3 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器CPQQCPR2S2CF從從QQR1S1CF主主QQS SR RQ Q 7、8門打開，可以翻轉(zhuǎn)，由R、S決定。 如 R=0，S=1 Q=1；2.工作原理（1）cp&G3G1G7G5G9G4G2G8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1CPCPCPCPQ QQ Q設(shè)原態(tài) Qn=03、4門被封鎖 ，維持原狀態(tài)不變， Q=0。稱上升沿存貯準(zhǔn)備階段。從

18、：cp=0011010主：cp=1，10 7、8門被封鎖，隔斷主觸發(fā)器與 R、S的聯(lián)系。使Q=1維持不變；(Q=1)3、4門打開，可以翻轉(zhuǎn)，決定于 R(Q)、S(Q)，則Qn+1= Q=1，稱下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段。從：cp=1（2）cp&G3G1G7G5G9G4G2G8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1CPCPCPCPQ QQ Q01101010主：cp=0(3)cp=0期間:01主觸發(fā)器與R、S無聯(lián)系，即R、S變化不能使Q 變化。從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成主觸發(fā)器的狀態(tài)，即Qn+1= Q。 Q不變，Qn+1 = Q 后亦不再變，故一個(gè)脈沖，只能翻轉(zhuǎn) 一次，無空翻現(xiàn)象。（1 1）主從結(jié)構(gòu)）主

19、從結(jié)構(gòu)RSRS觸發(fā)器，完成觸發(fā)器，完成RSRS觸發(fā)功能，與同步觸發(fā)功能，與同步RSRS觸觸 發(fā)器一樣發(fā)器一樣仍有約束仍有約束 R R* *S=0S=0。說明說明:DDSR 、（2 2）主從）主從RSRS觸發(fā)器為觸發(fā)器為脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)。 準(zhǔn)備；準(zhǔn)備； 翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。（3 3）集成觸發(fā)器多有異步輸入端）集成觸發(fā)器多有異步輸入端 （74LS7174LS71）。）。功能更完善，且功能更完善，且R=S=1R=S=1時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)也確定的一種觸發(fā)器。時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)也確定的一種觸發(fā)器。二、主從二、主從JK觸發(fā)器觸發(fā)器1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)SR&G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPSRQ/Q/

20、1RK QR K，S JSJ Q 將從觸發(fā)器的將從觸發(fā)器的Q Q、Q Q 端作為端作為一對(duì)附加控制信號(hào)，接回到一對(duì)附加控制信號(hào)，接回到輸入端。功能上不同與輸入端。功能上不同與RSRS觸觸發(fā)器，故用發(fā)器，故用J J、K K表示信號(hào)輸表示信號(hào)輸入端，稱主從入端，稱主從J J、K K觸發(fā)器。觸發(fā)器。KJ2、工作原理、工作原理KSJR&G3G1G7G5QG9G4G2G8G6QCPQ/Q/1RK Q SJ QR SQ(n+1)功能說明0 00 11 01 1Q 1 0d不變置 1置 0不定J=K=0J=K=0時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=0R=0，S=0S=0，維持原態(tài)不變維持原態(tài)不變J=0J=0，K=1

21、K=1時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=QR=Q，S=0S=0， Q Qn n= =0 0時(shí)，時(shí)，RS=00QRS=00Qn n1 10 0 Q Qn n= =1 1時(shí)，時(shí)，RS=10QRS=10Qn n1 10 0置置0 0J=1J=1，K=0K=0時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=0R=0，S=QS=Q， Q Qn n= =0 0時(shí)，時(shí)，RS=01QRS=01Qn n1 11 1 Q Qn n= =1 1時(shí)，時(shí)，RS=00QRS=00Qn n1 11 1置置1 1J=1J=1，K=1K=1時(shí)，相當(dāng)時(shí)，相當(dāng)R=QR=Q，S=QS=Q， Q Qn n= =0 0時(shí)，時(shí)，RS=01QRS=01Qn n1 11 1 Q Qn

22、 n= =1 1時(shí)，時(shí)，RS=10QRS=10Qn n1 10 0 此時(shí)，此時(shí)，Q Q狀態(tài)在狀態(tài)在cpcp作用下，交替翻作用下，交替翻轉(zhuǎn)，稱為轉(zhuǎn)，稱為計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)， Q Qn n1 1=Q=Qn n 。3 3、功能描述、功能描述（1 1）特征表和特征方程）特征表和特征方程真值表真值表 ：特征表：特征表： Qn J K Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 1 1 1 Qn JK=00JK=00時(shí)，時(shí)，維持原態(tài)不變，維持原態(tài)不變，Q Qn n1

23、1 = = Q Qn nJK=01JK=01時(shí)，時(shí)，置置0 0 Q Qn n1 1 =0=0JK=10JK=10時(shí)，時(shí)，置置1 1 Q Qn n1 1 =1=1JK=11JK=11時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)翻轉(zhuǎn) Q Qn n1 1 = Q= Qn nnnnQK QJQ 1 1 1 1 100 01 11 1001JKQn特征方程：特征方程：J=0 K=J= K=001J= 1，K=J= ，K= 1(2)(2)驅(qū)動(dòng)表驅(qū)動(dòng)表(3)(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Qn Qn+1 J K 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Qn J K Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1

24、 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 cp J K Q主主QQ從從(4)時(shí)序圖時(shí)序圖01J=1 K= J= K=0J=0 K= J= K=1翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)置置0保持保持置置1置置0故當(dāng)故當(dāng)cpcp為為 時(shí)，時(shí)，Q Q翻成翻成Q QQ Q1 1的錯(cuò)的錯(cuò)誤狀態(tài)。誤狀態(tài)。(1)cp=1(1)cp=1期間期間J J、K K不能變化，否則可能產(chǎn)不能變化，否則可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。只有生誤動(dòng)作。只有兩種情況會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤：兩種情況會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤：4、一次變化、一次變化Q=0Q=0時(shí)，時(shí)，J J：0 10 1Q=1Q=1時(shí)，時(shí)，K K：0 10 1G9KJ&G3G1G7G5QG4G2

25、G8G6QCPQ/Q/1CPJKQ/Qt1t2100(2)(2)一次變化一次變化( (錯(cuò)翻一次錯(cuò)翻一次, ,不再恢復(fù)不再恢復(fù)) )：分析分析: :因?yàn)橐驗(yàn)镼 Q、Q Q引回引回7 7、8 8門輸入端，必然門輸入端，必然 封鎖一個(gè)門，設(shè)封鎖一個(gè)門，設(shè)Q=0Q=0，封鎖，封鎖7 7門門。1t t1 1時(shí)刻，如時(shí)刻，如J:0J:011，會(huì)使，會(huì)使 Q Q=1=1。100111t t2 2時(shí)刻，如時(shí)刻，如J:10J:10, , Q Q 維持為維持為1,1,不再變化。不再變化。自行分析自行分析: :CpCp1 1期間期間, ,如如Q Q1,1,而而K K由由0101時(shí)的過程時(shí)的過程此時(shí)，Q 會(huì)變化嗎只會(huì)

26、發(fā)生1次變化JK10，置1JK11,翻轉(zhuǎn)說明說明。、異步輸入端異步輸入端 S DDR) 1 (無論cp狀態(tài)如何,直接作用端端，置置端端、清清10 S DDR電電平平有有效效。高高、有有的的觸觸發(fā)發(fā)器器為為觸觸發(fā)發(fā)輸輸入入為為止止。直直到到有有新新的的狀狀態(tài)態(tài)不不變變，撤撤除除后后，維維持持、。不不能能同同時(shí)時(shí)為為、，置置、置置無無論論何何時(shí)時(shí)，注注： 0 1 0 0 0 DDDDDDDDSRSRSRSRG9KJ&G3G1G7G5QG4G2G8G6QCPQ/Q/1DSDR說明（續(xù)）說明（續(xù)） :G9KJ&G3G1G7G5QG4G2G8G6QCPQ/Q/1DSDR。、異步輸入端異步

27、輸入端 S DDR) 1 (1 10 01 11 10 00 01 11 10 011141 Q 0Q S G0G6 1G81G5 0如如DDQR。觸觸發(fā)發(fā)器器清清 0 , 01QQ異步置異步置1,1,自行分析。自行分析。作用原理：作用原理：說明（續(xù)）說明（續(xù)）: (2) (2) 有些集成電路產(chǎn)品中，輸入端有多個(gè)，如有些集成電路產(chǎn)品中，輸入端有多個(gè)，如J J1 1、J J2 2、J J3 3 和和K K1 1、K K2 2、K K3 3等，則等，則 J=J J=J1 1* *J J2 2* *J J3 3，K= KK= K1 1* * K K2 2* *K K3 3 。符號(hào)：符號(hào)：低電平低電平

28、有效有效下降沿下降沿翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)時(shí)鐘時(shí)鐘輸入端輸入端QJcpK1JC11KQ DR DS(2)(2)主觸發(fā)器本身仍是一個(gè)同步主觸發(fā)器本身仍是一個(gè)同步RSRS觸發(fā)器，故在觸發(fā)器，故在cp=1cp=1期期間輸入信號(hào)對(duì)主觸發(fā)器起控制作用。間輸入信號(hào)對(duì)主觸發(fā)器起控制作用。5、動(dòng)作特點(diǎn)、動(dòng)作特點(diǎn)(1)(1)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為兩步動(dòng)作，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為兩步動(dòng)作， cp=1cp=1期間主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，被置成相應(yīng)狀態(tài)，期間主觸發(fā)器接收輸入信號(hào)，被置成相應(yīng)狀態(tài)，從觸發(fā)器維持不變；從觸發(fā)器維持不變； 在在cp cp 時(shí)刻，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成主觸發(fā)器狀態(tài)。時(shí)刻，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成主觸發(fā)器狀態(tài)。 主從主從JKJK觸發(fā)器已克服了空翻和輸入

29、的約束條件，觸發(fā)器已克服了空翻和輸入的約束條件，但仍存在一次翻轉(zhuǎn)的缺陷。但仍存在一次翻轉(zhuǎn)的缺陷。維持阻塞邊沿觸發(fā)器維持阻塞邊沿觸發(fā)器 ；利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成邊沿觸發(fā)器；利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成邊沿觸發(fā)器；利用利用CMOSCMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器；傳輸門的邊沿觸發(fā)器；利用二極管進(jìn)行配置的邊沿觸發(fā)器等。利用二極管進(jìn)行配置的邊沿觸發(fā)器等。4 4 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器主要有：主要有： 邊沿觸發(fā)器即利用邊沿觸發(fā)器即利用cpcp邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，也就是觸發(fā)器邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器，也就是觸發(fā)器的次態(tài)的次態(tài)僅取決于僅取決于cpcp信號(hào)的上升沿信號(hào)的上升沿 ( () )或下降沿或下降沿 (

30、 () )到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。到達(dá)時(shí)刻輸入信號(hào)的狀態(tài)。一、邊沿一、邊沿JK觸發(fā)器觸發(fā)器(74LS112)自學(xué)工作原理（了解）。自學(xué)工作原理（了解）。原理提示原理提示: :由或非門由或非門G1,G2G1,G2和與非門和與非門G4,G5G4,G5構(gòu)成基本觸發(fā)器。構(gòu)成基本觸發(fā)器。與非門與非門G7,G8G7,G8構(gòu)成觸發(fā)引導(dǎo)門構(gòu)成觸發(fā)引導(dǎo)門, ,且且G7,G8 G7,G8 的的延遲時(shí)間延遲時(shí)間 大于大于基本觸發(fā)器的基本觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)時(shí)間翻轉(zhuǎn)時(shí)間。 下降沿觸發(fā)。下降沿觸發(fā)。QJcpK1JC11KQ DR DS符號(hào)符號(hào)利用各門電路傳輸延利用各門電路傳輸延遲時(shí)間的不同構(gòu)成的遲時(shí)間的不同構(gòu)成的邊沿觸發(fā)器邊沿

31、觸發(fā)器二、維持阻塞二、維持阻塞D觸發(fā)器觸發(fā)器 維持阻塞結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器形式較多，有對(duì)稱、非對(duì)稱之維持阻塞結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器形式較多，有對(duì)稱、非對(duì)稱之分；有維持阻塞分；有維持阻塞RSRS觸發(fā)器和維持阻塞觸發(fā)器和維持阻塞D D觸發(fā)器等。觸發(fā)器等。1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu) 6 6與非門組成對(duì)稱形式，與非門組成對(duì)稱形式，其中其中1 1、2 2、3 3、4 4、為同步觸發(fā)器，、為同步觸發(fā)器，集成芯片如集成芯片如74LS7474LS74。 維維0線線CP&阻阻0線線阻阻1線線維維1線線G2G3G5G4G6G1QQD2、工作原理、工作原理設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1CP=0CP=0期間期間,G3=G4=

32、1,G3=G4=1100110&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0100110&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線11001設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=110011011001 CP CP正沿到達(dá)時(shí)正沿到達(dá)時(shí) G3G4G3

33、G4開啟，使開啟，使 G3=0G3=0，G4=1G4=1。 Q Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1 1111&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線10 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0。設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=111110011&G1&G2QQDcp&G3&G4&G5&G6維維1線線阻阻0線線維維0線線阻阻1線線10 C

34、P CP正沿過后，正沿過后，G3=0G3=0 將將G4G4封鎖封鎖, ,并使并使 G5=1G5=1，維持，維持G3=0G3=0。010因此以后因此以后CPCP=1=1期間期間D D 的變化不影響輸出。的變化不影響輸出。 CPCP正沿到達(dá)時(shí)正沿到達(dá)時(shí) G3G4G3G4開啟，使開啟，使 G3=0G3=0，G4=1G4=1。 Q Q翻轉(zhuǎn)為翻轉(zhuǎn)為1 1 G3=G4=1 G3=G4=1反饋到反饋到 G5 G5，G6G6的輸入，的輸入， G5 G51 1、G6G60 0。設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=0，并設(shè)，并設(shè)D=1 CP=0 CP=0期間期間,G3=G4=1,G3=G4=1其它情況（其它情況（D0）時(shí)的翻轉(zhuǎn)以及異

35、步清）時(shí)的翻轉(zhuǎn)以及異步清0、異步置異步置1的工作原理，請(qǐng)大家自己分析。的工作原理，請(qǐng)大家自己分析。工作原理小結(jié)工作原理小結(jié):(1)cp=0(1)cp=0，3 3、4 4門被封鎖，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變門被封鎖，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變(2)cp (2)cp 時(shí)刻，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)由時(shí)刻，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)由D D決定，決定，Q Qn+1n+1=D=D。(3)(3)翻轉(zhuǎn)后，在翻轉(zhuǎn)后，在cpcp1 1期間，靠期間，靠4 4條反饋線（維持、阻塞線）條反饋線（維持、阻塞線） 維持新狀態(tài)，無空翻。維持新狀態(tài)，無空翻。說明說明:2. 邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，應(yīng)用較廣泛。邊沿觸發(fā)抗干擾能力強(qiáng)，且不存在空翻，

36、應(yīng)用較廣泛。1.在應(yīng)用觸發(fā)器時(shí)，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容易在應(yīng)用觸發(fā)器時(shí)，要特別注意觸發(fā)形式，否則很容易 造成整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)工作不正常。造成整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)工作不正常。邊沿邊沿D D觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表符號(hào)符號(hào)CP D Qn+1 0 Qn 1 Qn 0 0 1 1 上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)QDcp1DC1Q DR DS無圈無圈“”,上上升降沿翻轉(zhuǎn)升降沿翻轉(zhuǎn)異步置異步置1端端異步清異步清0端端3、功能描述、功能描述(1)特征表和特征方程特征表和特征方程特征表：特征表：特征方程特征方程:Q n+1=D(2)驅(qū)動(dòng)表驅(qū)動(dòng)表(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖Qn D Qn+1 0 0 0 0 1 11 0 0 1

37、 1 1Qn Qn+1 D0 0 00 1 11 0 01 1 101D=1D=1D=0 D=0CP D Qn+1 0 Qn 1 Qn 0 0 1 1 (4)時(shí)序圖時(shí)序圖CPDQ( (設(shè)原態(tài)設(shè)原態(tài)Q=1)Q=1) DR DS異步清異步清0 0異步置異步置1 1變0轉(zhuǎn)0變0變0轉(zhuǎn)1Q n+1=DnQDcp1DC1Q DR DS 形式上也是一種主從結(jié)構(gòu)，由或非門組成基本觸發(fā)形式上也是一種主從結(jié)構(gòu)，由或非門組成基本觸發(fā)器，具有完全不同的動(dòng)作特點(diǎn)。器，具有完全不同的動(dòng)作特點(diǎn)。三、三、CMOS邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)1 1TG1DcpG3Q QTG31 1 1 1TG21 1TG41 1

38、1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器SR1 1TG1DcpG3Q QTG31 1 1 1TG21 1TG41 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6傳輸門傳輸門TG2,TG3TG2,TG3，在在cpcp1 1 時(shí)導(dǎo)通。時(shí)導(dǎo)通。傳輸門傳輸門TG1,TG4TG1,TG4，在在cpcp0 0 時(shí)導(dǎo)通。時(shí)導(dǎo)通。 工作原理工作原理（復(fù)習(xí)傳輸門的導(dǎo)通條件）（復(fù)習(xí)傳輸門的導(dǎo)通條件）1 1TG1DcpG3Q QTG31 1 1 1TG21 1TG41

39、 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6cpcp0 0時(shí)時(shí) TG1,TG4 TG1,TG4導(dǎo)通；導(dǎo)通；TG2,TG3TG2,TG3關(guān)斷，切斷主從觸發(fā)器間的聯(lián)系，關(guān)斷，切斷主從觸發(fā)器間的聯(lián)系，保持不變。保持不變。 , QQD DD DD 主主QD 主主Q為接收信號(hào)作準(zhǔn)備。為接收信號(hào)作準(zhǔn)備。1 1TG1DcpG3Q QTG31 1 1 1TG21 1TG41 1 1 1cpcpcpcpcpcpcpQ Q主主Q Q主主Q QQ Q從從Q Q從從G1G2G4G5G6cpcp及及cpcp1 1時(shí)時(shí)TG2,TG3TG2,TG3導(dǎo)通；導(dǎo)通；T

40、G1,TG4TG1,TG4關(guān)斷，切斷外輸入信號(hào)和主觸發(fā)器關(guān)斷，切斷外輸入信號(hào)和主觸發(fā)器 間的聯(lián)系，使間的聯(lián)系，使D D的變化不再影響觸發(fā)器的狀態(tài)。的變化不再影響觸發(fā)器的狀態(tài)。D DD DD 主主QD 主主QD DD DD DDDQQQQ G6，即：，即：反相形成反相形成通過通過主主主主DDQQQQ G5G3,，即即：兩兩次次反反相相形形成成通通過過主主主主保保持持狀狀態(tài)態(tài)作作準(zhǔn)準(zhǔn)備備。通通）時(shí)時(shí)（為為另另外外，主主從從QDQQ TG0cp ,4 輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在cpcp上升沿，稱上升沿觸發(fā)的上升沿，稱上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。邊沿觸發(fā)器。說明：說明： (1)cp(1)cp、c

41、pcp作用，使主、從觸發(fā)器一通一止，無空翻。作用，使主、從觸發(fā)器一通一止，無空翻。 (2)(2)傳輸門的傳輸門的cpcp、cpcp互換，可實(shí)現(xiàn)下降沿觸發(fā)。互換，可實(shí)現(xiàn)下降沿觸發(fā)。 (3)(3)有異步清有異步清0 0、置、置1 1輸入輸入 (4)(4)若雙端輸入，為若雙端輸入，為JKJK觸發(fā)器，如觸發(fā)器，如CC4027CC4027雙雙JKJK觸發(fā)器。觸發(fā)器。3、 動(dòng)作特點(diǎn)：動(dòng)作特點(diǎn)：D & &1 1 &JKQnnnnnnnnnQKQJKJQKQJQKQJKQQJD )()()(nnnQKQJDQ1同時(shí)具有保持、翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器，又稱同時(shí)具有保持、翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器，又稱可控

42、的翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器。有一個(gè)控制端可控的翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器。有一個(gè)控制端T T：當(dāng)當(dāng)T=0T=0時(shí)，保持；時(shí)，保持； T=1 T=1時(shí)，翻轉(zhuǎn)。即變成時(shí)，翻轉(zhuǎn)。即變成T T 觸發(fā)器。觸發(fā)器。5 5 不同功能觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換不同功能觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換 觸發(fā)器按功能分有觸發(fā)器按功能分有RSRS觸發(fā)器，觸發(fā)器，JKJK觸發(fā)器，觸發(fā)器，D D觸發(fā)器，觸發(fā)器，T T觸發(fā)器和觸發(fā)器和TT觸發(fā)器。觸發(fā)器。一、一、T和和T 觸發(fā)器觸發(fā)器 TT 觸發(fā)器：觸發(fā)器：只有翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器，又稱翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器、只有翻轉(zhuǎn)功能的觸發(fā)器，又稱翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器、計(jì)數(shù)觸發(fā)器，即每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，狀態(tài)改計(jì)數(shù)觸發(fā)器，即每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，狀態(tài)改變一次。變一次。 T T

43、觸發(fā)器：觸發(fā)器：(1)(1)不單獨(dú)生產(chǎn)，由其他觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而得不單獨(dú)生產(chǎn)，由其他觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而得; ;(2)(2)時(shí)鐘脈沖極性由被轉(zhuǎn)換的觸發(fā)器決定。時(shí)鐘脈沖極性由被轉(zhuǎn)換的觸發(fā)器決定。T T觸發(fā)器功能描述觸發(fā)器功能描述真值表：真值表：特征表：特征表：激勵(lì)表：激勵(lì)表：0 0 00 1 11 0 1 1 1 0 Q Qn n Q Qn+1 n+1 T TQ Qn n T QT Qn+1n+10 0 00 1 11 0 11 1 0特征方程：特征方程：T QT Qn+1n+10 Q0 Qn n1 Q1 Qn nnnnnQTQTQTQ1說明：說明：轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為TT功能觸發(fā)器功能觸發(fā)器二、觸發(fā)器類型轉(zhuǎn)換二、觸

44、發(fā)器類型轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換方法：轉(zhuǎn)換方法：即原輸入端即原輸入端通過轉(zhuǎn)換電路通過轉(zhuǎn)換電路新觸發(fā)輸入端。新觸發(fā)輸入端。求轉(zhuǎn)換邏輯電路。求轉(zhuǎn)換邏輯電路。1 1、J KJ K觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換( (D,T ,T)：JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器D D 觸發(fā)器觸發(fā)器T T 觸發(fā)器觸發(fā)器nnnQKQJQ1nnnnnQDQDQQDDQ)(1 nnnQTQTQ1DKDJ，可得：可得：TKJ，可得：可得：T轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為T T功能觸發(fā)器功能觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為D D功能觸發(fā)器功能觸發(fā)器1 KJ當(dāng)：當(dāng)：QJcpK1JC11KQ DR DSTQJcpK1JC11KQ DR DS & &D1 1TT觸發(fā)器觸發(fā)器2、D觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換( (JK,T,T)：D D觸發(fā)器：觸發(fā)器：DQn1JK JK