數(shù)字電子技術(shù)（第3版）課件 第19講 4.2 同步觸發(fā)器

4.2同步觸發(fā)器4.2.1同步RS觸發(fā)器4.2.2

主從RS觸發(fā)器4.2.3

CMOS主從D觸發(fā)器4.2.4

邊沿D觸發(fā)器返回結(jié)束放映2/11/20251復(fù)習(xí)觸發(fā)器有什么特點(diǎn)？請(qǐng)畫出與非門實(shí)現(xiàn)的基本ＲＳ觸發(fā)器的電路圖。請(qǐng)列出基本ＲＳ觸發(fā)器的功能表。什么叫現(xiàn)態(tài)？次態(tài)？基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式？2/11/202524.2同步觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器的觸發(fā)方式（動(dòng)作特點(diǎn)）：邏輯電平直接觸發(fā)。（由輸入信號(hào)直接控制）在實(shí)際工作中，要求觸發(fā)器按統(tǒng)一的節(jié)拍進(jìn)行狀態(tài)更新。措施：

同步觸發(fā)器（時(shí)鐘觸發(fā)器或鐘控觸發(fā)器）：具有時(shí)鐘脈沖CP控制的觸發(fā)器。該觸發(fā)器狀態(tài)的改變與時(shí)鐘脈沖同步。

CP：控制時(shí)序電路工作節(jié)奏的固定頻率的脈沖信號(hào)，一般是矩形波。同步觸發(fā)器的狀態(tài)更新時(shí)刻：受CP輸入控制。觸發(fā)器更新為何種狀態(tài)：由觸發(fā)輸入信號(hào)決定。2/11/202534.2.1

同步RS觸發(fā)器1.電路組成及邏輯符號(hào)圖4-6同步RS觸發(fā)器

（a）邏輯電路（b）邏輯符號(hào)

返回在CP=0期間，G3、G4被封鎖，觸發(fā)器狀態(tài)不變。在CP=1期間，由R和S端信號(hào)決定觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。結(jié)論：觸發(fā)器的動(dòng)作時(shí)間是由時(shí)鐘脈沖CP控制的。觸發(fā)方式：電平觸發(fā)方式只有CP=1時(shí)（高電平有效），觸發(fā)器的狀態(tài)才由輸入信號(hào)R和S來(lái)決定。2/11/202542.工作原理(仿真運(yùn)行圖4－6)3.功能表（在CP=1期間有效）現(xiàn)態(tài)：CP脈沖作用前觸發(fā)器的原狀態(tài)，用Qn表示；次態(tài)：CP脈沖作用后觸發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)，用Qn+1表示。表4-2同步RS觸發(fā)器功能表R為高電平有效觸發(fā)S為高電平有效觸發(fā)R、S不允許同時(shí)有效2/11/202554.工作波形（又稱為時(shí)序圖，設(shè)初態(tài)為0

）圖4-7同步RS觸發(fā)器的時(shí)序圖

置1保持置0置1仿真

2/11/202565.同步觸發(fā)器的空翻同步觸發(fā)器在一個(gè)CP脈沖作用后，出現(xiàn)兩次或兩次以上翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為空翻。圖4-8同步RS觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象

123下面介紹幾種能克服空翻的觸發(fā)器。仿真

2/11/202574.2.2主從RS觸發(fā)器

1.電路組成及邏輯符號(hào)圖4-9主從RS觸發(fā)器

（a）邏輯電路（b）邏輯符號(hào)

返回仿真

主觸發(fā)器：同步RS觸發(fā)器（FF2），其狀態(tài)由輸入信號(hào)決定從觸發(fā)器：同步RS觸發(fā)器（FF1），其狀態(tài)由主觸發(fā)器的狀態(tài)決定表示觸發(fā)器靠CP下降沿觸發(fā)表示主從觸發(fā)方式2/11/202582.工作原理(仿真運(yùn)行圖4－9)（1）當(dāng)CP=1時(shí)，從觸發(fā)器FF1的輸出狀態(tài)保持不變，主觸發(fā)器FF2的輸出狀態(tài)由R和S來(lái)決定。（2）當(dāng)CP由1跳到0時(shí)（或稱CP脈沖下降沿到來(lái)時(shí)），主觸發(fā)器FF2的輸出狀態(tài)保持不變，從觸發(fā)器FF1的輸出狀態(tài)由FF2的狀態(tài)決定。此時(shí)，由于CP=0，輸入信號(hào)R和S被封鎖。可知，主從觸發(fā)器分兩步工作：第一步，CP=1期間，主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)由輸入信號(hào)R和S的狀態(tài)確定，從觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變。第二步，當(dāng)CP從1變?yōu)?時(shí)，主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)送入從觸發(fā)器中，從觸發(fā)器的輸出狀態(tài)由主觸發(fā)器當(dāng)時(shí)的狀態(tài)決定。在CP=0期間，由于主觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變，因而受其控制的從觸發(fā)器的狀態(tài)也保持不變。觸發(fā)方式：主從觸發(fā)方式（CP下降沿有效）。主從觸發(fā)器狀態(tài)的更新只發(fā)生在CP脈沖的下降沿，觸發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)由CP脈沖下降沿到來(lái)之前的R、S信號(hào)決定。優(yōu)點(diǎn)：克服了空翻，提高了工作的可靠性。2/11/202593.功能表（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）表4-3主從RS觸發(fā)器功能表S和R都為高電平有效觸發(fā)功能與同步RS觸發(fā)器完全相同。2/11/2025104.工作波形（又稱為時(shí)序圖，設(shè)初態(tài)為0）圖4-10主從RS觸發(fā)器的時(shí)序圖

置1置0置12/11/2025114.2.3

CMOS主從D觸發(fā)器

1.電路組成及邏輯符號(hào)圖4-11CMOS主從D觸發(fā)器

（a）邏輯電路（b）邏輯符號(hào)

返回表示觸發(fā)器靠CP上升沿觸發(fā)2/11/2025122.工作原理（1）當(dāng)CP=1時(shí)，主觸發(fā)器的TG1導(dǎo)通、TG2截止，輸入信號(hào)D送入主觸發(fā)器。從觸發(fā)器的TG3截止，TG4導(dǎo)通，從觸發(fā)器保持原態(tài)。2/11/202513（2）當(dāng)CP由1跳變到0時(shí)，TG1截止、TG2導(dǎo)通，輸入信號(hào)通道被封鎖，主觸發(fā)器的狀態(tài)不變。從觸發(fā)器的TG3導(dǎo)通、TG4截止，主觸發(fā)器的狀態(tài)送入從觸發(fā)器。

2/11/202514可知，工作過(guò)程分為兩步：第一步，CP=1時(shí)，主觸發(fā)器接收D的信號(hào)，并有Q′=D，而從觸發(fā)器是維持原來(lái)的狀態(tài)不變。第二步，CP從1變?yōu)?，主觸發(fā)器的狀態(tài)送入從觸發(fā)器，使Q=Q′。在CP=0期間，輸入信號(hào)不能進(jìn)入主觸發(fā)器。觸發(fā)方式：主從觸發(fā)方式（CP下降沿有效）。該觸發(fā)器是靠CP的下降沿觸發(fā)的，觸發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)由CP脈沖下降沿到來(lái)之前輸入信號(hào)D的狀態(tài)決定。2/11/2025153.功能表（只在CP下降沿有效）表4-4

CMOS主從D觸發(fā)器的功能表DQn+100112/11/2025164.工作波形（又稱為時(shí)序圖，設(shè)初態(tài)為0）圖4-12

CMOS主從D觸發(fā)器的時(shí)序圖

CP下降沿后置D2/11/202517邊沿觸發(fā)器：靠CP脈沖上升沿或下降沿進(jìn)行觸發(fā)。正邊沿觸發(fā)器：靠CP脈沖上升沿觸發(fā)。負(fù)邊沿觸發(fā)器：靠CP脈沖下降沿觸發(fā)。觸發(fā)方式：邊沿觸發(fā)方式?？商岣哂|發(fā)器工作的可靠性，增強(qiáng)抗干擾能力。4.2.4

邊沿D觸發(fā)器

圖4-9

主從RS觸發(fā)器

（a）邏輯電路（b）邏輯符號(hào)返回仿真

表示觸發(fā)器靠CP上升沿觸發(fā)表示CP為邊沿觸發(fā)方式1.電路組成及邏輯符號(hào)2/11/2025182.工作原理（1）當(dāng)CP=0時(shí)，G3、G4被封鎖，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)保持不變。（2）當(dāng)CP從0變?yōu)?時(shí)，G3、G4打開，它們的輸出由G5、G6決定。此瞬間，若D=0，觸發(fā)器被置為0狀態(tài)；若D=1，觸發(fā)器被置為1狀態(tài)。（3）當(dāng)CP從0變?yōu)?之后，雖然CP=1，門G3、G4是打開的，但由于電路中幾條反饋線①～④的維持—阻塞作用，輸入信號(hào)D的變化不會(huì)影響觸發(fā)器的置1和置0，使觸發(fā)器能夠可靠地置1和置0。因此，該觸發(fā)器稱為維持—阻塞觸發(fā)器。

可見(jiàn)，該觸發(fā)器的觸發(fā)方式為：在CP脈沖上升沿到來(lái)之前接受D輸入信號(hào)，當(dāng)CP從0變?yōu)?時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將由CP上升沿到來(lái)之前一瞬間D的狀態(tài)決定。

由于觸發(fā)器接