第十二章 觸發(fā)器

1、第十二章第十二章 觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器的基本知識觸發(fā)器的基本知識RS觸發(fā)器觸發(fā)器JK觸發(fā)器觸發(fā)器 D觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器觸發(fā)器的基本知識觸發(fā)器的基本知識一、觸發(fā)器的基本特性和作用一、觸發(fā)器的基本特性和作用 Flip - Flop，簡寫為，簡寫為 FF，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。基本特性基本特性 ( (1) )有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)( (簡稱穩(wěn)態(tài)簡稱穩(wěn)態(tài)) )，正好用來表示邏輯正好用來表示邏輯 0 和和 1。( (2) )在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換 ( (稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)) )。(3)(3)輸

2、入信號消失后，新狀態(tài)可長期保持下來，因此具有記憶輸入信號消失后，新狀態(tài)可長期保持下來，因此具有記憶功能功能，可存儲二進(jìn)制信息。，可存儲二進(jìn)制信息。 一個(gè)觸發(fā)器可存儲一個(gè)觸發(fā)器可存儲 1 位二進(jìn)制數(shù)碼位二進(jìn)制數(shù)碼觸發(fā)器的作用觸發(fā)器的作用觸發(fā)器有記憶功能，觸發(fā)器有記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時(shí)刻的輸由它構(gòu)成的電路在某時(shí)刻的輸出不僅取決于該時(shí)刻的輸入，還與電路原來狀態(tài)有關(guān)。出不僅取決于該時(shí)刻的輸入，還與電路原來狀態(tài)有關(guān)。而門電路無記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時(shí)刻的輸而門電路無記憶功能，由它構(gòu)成的電路在某時(shí)刻的輸出完全取決于該時(shí)刻的輸入，與電路原來狀態(tài)無關(guān)；出完全取決于該時(shí)刻的輸入，與電路原來狀態(tài)無關(guān)

3、；觸發(fā)器和門電路觸發(fā)器和門電路是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元。是構(gòu)成數(shù)字電路的基本單元。二、觸發(fā)器的類型二、觸發(fā)器的類型 根據(jù)邏輯功能不同分為根據(jù)邏輯功能不同分為 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 T 觸發(fā)器觸發(fā)器 根據(jù)觸發(fā)方式不同分為根據(jù)觸發(fā)方式不同分為 電平觸發(fā)器電平觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為 基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 同步觸發(fā)器同步觸發(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 三、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法三、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法 主要有主要有真值表真值表、特性方程、驅(qū)動表、

4、特性方程、驅(qū)動表 ( (又稱激勵表又稱激勵表) )、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖波形圖 ( (又稱時(shí)序圖又稱時(shí)序圖) )等。等。第一節(jié)第一節(jié) RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器基本基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器同步同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器 主從主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器 一、基本一、基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 ( (一一) )由與非門組成的基本由與非門組成的基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號QQSDRDG1G2QQSDRDSRSDRDQQQ = 1，Q = 0 時(shí)，稱為觸發(fā)器的時(shí)，稱為觸發(fā)器的 1 狀態(tài)，記為狀態(tài)，記為 Q = 1；Q = 0，Q = 1 時(shí)，稱為觸發(fā)器的時(shí)，稱為觸發(fā)器的 0

5、 狀態(tài)，記為狀態(tài)，記為 Q = 0。 RDSD置置0端，也端，也稱復(fù)位端。稱復(fù)位端。 R 即即 Reset 置置1端，也端，也稱置位端。稱置位端。 S 即即 Set Basic Flip - Flop 信號輸入端信號輸入端互補(bǔ)輸出端，互補(bǔ)輸出端，正常工作時(shí)，正常工作時(shí)，它們的輸出它們的輸出狀態(tài)相反。狀態(tài)相反。 低電平有效低電平有效 2、工作原理、工作原理輸入輸入R=0, S=1時(shí)時(shí)若原狀態(tài)若原狀態(tài)：10QQ11001010輸出仍保持：輸出仍保持：1Q0Q &a&bQQRS若原狀態(tài)若原狀態(tài)：0Q1Q 01111010輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)椋?Q0Q 置置“0”！&a&bQQRS輸入輸入R=1, S=0

6、時(shí)時(shí)若原狀態(tài)若原狀態(tài)：1Q0Q 10101001輸出變?yōu)檩敵鲎優(yōu)椋?1QQ&a&bQQRS若原狀態(tài)若原狀態(tài)：01QQ00110101輸出保持輸出保持：0Q1Q &a&bQQRS置置“1” ！輸入輸入R=1, S=1R=1, S=1時(shí)時(shí)若原狀態(tài)若原狀態(tài)：10111001輸出保持原狀態(tài)：輸出保持原狀態(tài)：0Q1Q 0Q1Q 若原狀態(tài)若原狀態(tài)：10QQ01110110輸出保持原狀態(tài)輸出保持原狀態(tài)：1Q0Q &a&bQQRS&a&bQQRS保持！保持！輸入輸入R=0, S=0時(shí)時(shí)0011輸出：全是輸出：全是1注意：注意：當(dāng)當(dāng)R RD D、S SD D同時(shí)由同時(shí)由0 0變?yōu)樽優(yōu)? 1時(shí)，時(shí)，翻轉(zhuǎn)快的門輸出

7、變?yōu)榉D(zhuǎn)快的門輸出變?yōu)? 0，另一個(gè)不，另一個(gè)不得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。得翻轉(zhuǎn)。因此，該狀態(tài)為不定狀態(tài)。&a&bQQRS基本觸發(fā)器的功能表基本觸發(fā)器的功能表QR S Q1 10 11 00 0保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)0 10 11 01 0不定狀不定狀態(tài)態(tài)& &QSRSRQQQSR( a )( b ) 邏輯符號邏輯符號 特性表特性表3. 邏輯功能的邏輯功能的真值表真值表描述描述 次態(tài)次態(tài) 現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài) 指觸發(fā)器在輸入信號變化前的狀態(tài)，用指觸發(fā)器在輸入信號變化前的狀態(tài)，用 Qn 表示。表示。 指觸發(fā)器在輸入信號變化后的狀態(tài)，用指觸發(fā)器在輸入信號變化后的狀態(tài)，用 Qn+1 表示。表示。 觸發(fā)器次態(tài)

8、與輸入信號和電路原有狀態(tài)之觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號和電路原有狀態(tài)之間關(guān)系的真值表。間關(guān)系的真值表。00001觸發(fā)器觸發(fā)器狀態(tài)不定狀態(tài)不定01010100觸發(fā)器觸發(fā)器置置 000101101觸發(fā)器觸發(fā)器置置 1111110011觸發(fā)器觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變保持原狀態(tài)不變邏輯功能邏輯功能Qn+1QnSR與非門組成的基本與非門組成的基本 RS 觸發(fā)器真值表觸發(fā)器真值表 現(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)，也就是觸發(fā)器原來的穩(wěn)定狀態(tài)。次態(tài)：觸發(fā)器接收輸入信號之后所處的新的穩(wěn)定狀態(tài)。1101不允許不允許不不 定定00SR邏輯功能邏輯功能Qn+110置置 00置置 11保持保持不不 變變基本基本 RS 觸發(fā)器真

9、值表的簡化表示觸發(fā)器真值表的簡化表示禁用禁用 R = S = 0。稱約束條件稱約束條件 注意注意通常用虛線或陰影表示觸發(fā)器處于不定狀態(tài)。 例：畫出基本RS觸發(fā)器的輸出端波形圖， 假設(shè)Q端的初始狀態(tài)為 0 。QQDRDS波形分析舉例解：解： 例例 設(shè)下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為設(shè)下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0，試對應(yīng)輸入波形，試對應(yīng)輸入波形 畫出畫出 Q 和和 Q 的波形。的波形。QQSDRDSRSDRD保持保持初態(tài)為初態(tài)為 0，故保持為，故保持為 0。置置 0 保持保持QQ置置 1( (二二) )基本基本 RS 觸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)觸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)電路簡單，是構(gòu)成各種觸發(fā)器的基礎(chǔ)。電路簡單，是

10、構(gòu)成各種觸發(fā)器的基礎(chǔ)。 1. 輸出受輸入信號直接控制，不能定時(shí)控制。輸出受輸入信號直接控制，不能定時(shí)控制。 2. 有約束條件。有約束條件。 復(fù)習(xí)1101不允許不允許不不 定定00SR邏輯功能邏輯功能Qn+110置置 00置置 11保持保持不不 變變基本基本 RS 觸發(fā)器真值表的簡化表示觸發(fā)器真值表的簡化表示QQSDRDSR 邏輯符號邏輯符號 二、同步二、同步RS觸發(fā)器觸發(fā)器 Synchronous Flip - Flop 實(shí)際工作中，觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅要由觸發(fā)輸入實(shí)際工作中，觸發(fā)器的工作狀態(tài)不僅要由觸發(fā)輸入信號決定，而且要求按照一定的節(jié)拍工作。為此，需要信號決定，而且要求按照一定的節(jié)拍工作。

11、為此，需要增加一個(gè)增加一個(gè)時(shí)鐘控制端時(shí)鐘控制端 CP。 CP 即即 Clock Pulse，它是一串，它是一串周期和脈寬一定的矩形脈沖。周期和脈寬一定的矩形脈沖。 具有時(shí)鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱為具有時(shí)鐘脈沖控制的觸發(fā)器稱為時(shí)鐘觸發(fā)器時(shí)鐘觸發(fā)器，又稱鐘控觸發(fā)器。又稱鐘控觸發(fā)器。 同步觸發(fā)器是其中最簡單的一種，而同步觸發(fā)器是其中最簡單的一種，而基本基本 RS 觸發(fā)器稱異步觸發(fā)器觸發(fā)器稱異步觸發(fā)器。 QQG1G2SRG3G4CPQ3Q41. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)與邏輯符號與邏輯符號基本基本 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 增加了由時(shí)鐘增加了由時(shí)鐘 CP 控制的門控制的門 G3、G4 QQ S CP R 邏輯符號邏輯符

12、號 ( (一一) )同步同步 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器QQG1G2SRG3G4CPQ3Q4 CP = 0 時(shí)，時(shí)，G3、G4被封鎖，輸入信號被封鎖，輸入信號 R、S不起作用?；静黄鹱饔谩；?RS 觸發(fā)觸發(fā)器的輸入均為器的輸入均為 1，觸發(fā)器，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。狀態(tài)保持不變。 CP = 1 時(shí)，時(shí)，G3、G4解除封鎖，將輸入信號解除封鎖，將輸入信號 R 和和 S 取非后送至基本取非后送至基本 RS 觸發(fā)器的輸入端。觸發(fā)器的輸入端。邏邏輯功能與基本輯功能與基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器相同相同0111SR2. 工作原理工作原理 1101保持保持不不 變變00SR邏輯功能邏輯功能Qn+110置置 11置置

13、 00不允許不允許不不 定定禁用禁用 R = S = 1。稱約束條件稱約束條件 注意注意3. 真值表（只在CP=1時(shí)有效）觸發(fā)方式：高電平觸發(fā) CPRQQCPRSS解：解： 例例 試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中 Q Q 端波形端波形（設(shè)初狀態(tài)為（設(shè)初狀態(tài)為0 0）。）。例：例：畫出同步RS觸發(fā)器的輸出端波形圖。CPRSQQ假設(shè)Q的初始狀態(tài)為 0。 在CP = 0 期間，觸發(fā)器的狀態(tài)“ 保持 ”不定不定Q從從Q從從FF2SRFF1CPQ主主Q主主CP S R C S R C 2、給主從觸發(fā)器提、給主從觸發(fā)器提供反相的時(shí)鐘信號，供反相的時(shí)鐘信號，使它們在不同的時(shí)使它們在不同的時(shí)段

14、交替工作。段交替工作。1、主從、主從 RS 觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)：1 1、由兩個(gè)相由兩個(gè)相同的同步同的同步RSRS觸發(fā)器組成，觸發(fā)器組成，一個(gè)為主觸發(fā)器，另一個(gè)一個(gè)為主觸發(fā)器，另一個(gè)為從觸發(fā)器為從觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器 主觸發(fā)器主觸發(fā)器 三、主從三、主從RS觸發(fā)器觸發(fā)器 7、8門打開，可以翻轉(zhuǎn)，由R、S決定。 如 R=0，S=1 Q=1；（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：cp=0011010主：cp=1，1

15、0 （2） CP = 1 期間期間 主觸發(fā)器接受輸入信號，從觸發(fā)器被封鎖，使主觸發(fā)器接受輸入信號，從觸發(fā)器被封鎖，使主從主從 RS 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。2、主從、主從 RS 觸發(fā)器工作原理觸發(fā)器工作原理 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)從：cp=1（3）cp&G3G1G7G5G9G4G2G8G6S SR RQ Q/ /Q Q/ /1CPCPCPCPQ QQ Q01101010主：cp=001（4）CP = 0 期間期間 主觸發(fā)器被封鎖，保持主觸發(fā)器被封鎖，保持CP 到達(dá)之前的狀態(tài)不變，到達(dá)之前的狀態(tài)不變， Q從從 = Q主主， 因此

16、，因此，主從主從 RS 觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。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。3. 真值表（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）主從RS觸發(fā)器真值表 觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) 綜上所述，主從觸發(fā)器狀態(tài)只能在綜上所述，主從觸發(fā)器狀態(tài)只能在CP 時(shí)刻發(fā)生時(shí)刻發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其它時(shí)刻則保持不變翻轉(zhuǎn)，其它時(shí)刻則保持不變.至于狀態(tài)如何翻轉(zhuǎn)，至于狀態(tài)如何翻轉(zhuǎn)， 則則功能與同步功能與同步RS觸發(fā)器完全相同觸發(fā)器完全相同 。4. 工作波形（又稱為時(shí)序圖， ） 注意：注意：當(dāng)當(dāng)CP從從1變?yōu)樽優(yōu)?時(shí)，時(shí)，Q將由將由CP下降沿到來之前一瞬下降沿到來之前

17、一瞬間間R、S的狀態(tài)決定。的狀態(tài)決定。 5、主從、主從 RS 觸發(fā)器符號觸發(fā)器符號表示時(shí)鐘觸發(fā)沿為上升沿表示時(shí)鐘觸發(fā)沿為上升沿 表示時(shí)鐘觸發(fā)沿為下降沿表示時(shí)鐘觸發(fā)沿為下降沿 QRSCPQQQSCP R復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)QRSCPQ主從主從 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器QQ S CP R 同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器邏輯符號邏輯符號QQSRSR 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器主從主從R-S觸發(fā)器觸發(fā)器CP上的上的“?！?、“”表示表示CP下降沿有效。下降沿有效。CP下降沿時(shí)，觸發(fā)器的下降沿時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)由狀態(tài)由R、S決定。決定。QRSCPQ一、電路組成一、電路組成第二節(jié)第二節(jié) J-K觸發(fā)器觸發(fā)器（1）將兩個(gè)同步將兩個(gè)

18、同步R-S觸發(fā)器串觸發(fā)器串聯(lián)起來，前一級稱為主觸發(fā)器，聯(lián)起來，前一級稱為主觸發(fā)器，后一級稱為從觸發(fā)器；后一級稱為從觸發(fā)器；（2）CP直接控制主觸發(fā)器，直接控制主觸發(fā)器，經(jīng)過與非門后控制從觸發(fā)器。經(jīng)過與非門后控制從觸發(fā)器。（4）R端改稱為端改稱為K端，端，S端端改稱為改稱為J端，這種改接后的端，這種改接后的電路，通常稱主從電路，通常稱主從J-K觸發(fā)觸發(fā)器，簡稱器，簡稱J-K觸發(fā)器。觸發(fā)器。KJCP主觸發(fā)器主觸發(fā)器從觸發(fā)器從觸發(fā)器（3）Q作為作為G7門輸入，門輸入，作為作為G8門輸入；門輸入；CP注意注意 ： CP上的上的“。”、“”表示觸發(fā)器是表示觸發(fā)器是CP下降沿觸發(fā)有效下降沿觸發(fā)有效二、邏輯

19、符號二、邏輯符號三、邏輯功能三、邏輯功能10 CP=1時(shí)時(shí),主觸發(fā)器工作主觸發(fā)器工作,輸出狀輸出狀 態(tài)態(tài)為為1;從觸發(fā)器不工作從觸發(fā)器不工作,輸出狀態(tài)保輸出狀態(tài)保持不變，持不變，仍為仍為0.，KJ時(shí)當(dāng)邏輯功能1)1 (：三、101001 CP=0時(shí)時(shí),主觸發(fā)器不工作主觸發(fā)器不工作,輸出輸出狀態(tài)保持不變狀態(tài)保持不變,從觸發(fā)器工作從觸發(fā)器工作,輸輸出狀態(tài)出狀態(tài)變?yōu)樽優(yōu)?；10010110CP=1時(shí)，主觸發(fā)器工作，輸出時(shí)，主觸發(fā)器工作，輸出狀態(tài)為狀態(tài)為0，從觸發(fā)器不工作，輸，從觸發(fā)器不工作，輸出狀態(tài)保持不變，出狀態(tài)保持不變，仍為仍為1；10011010CP=0時(shí)，主觸發(fā)器不工作，時(shí)，主觸發(fā)器不工作，

20、輸出狀態(tài)保持不變，從觸發(fā)輸出狀態(tài)保持不變，從觸發(fā)器工作，輸出狀態(tài)器工作，輸出狀態(tài)變?yōu)樽優(yōu)?10QQ設(shè)01當(dāng)當(dāng)J=K=1時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（計(jì)數(shù)）時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（計(jì)數(shù)）11G7和和G8均被封鎖，無論均被封鎖，無論CP為為1或或0，主觸發(fā)器始，主觸發(fā)器始終不工作，狀態(tài)保持不終不工作，狀態(tài)保持不變。變。00當(dāng)當(dāng)J=K=0時(shí)，觸發(fā)器時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不變狀態(tài)不變（2）當(dāng)）當(dāng)J=K=0時(shí)時(shí)（a）設(shè)）設(shè)Q=0時(shí)，時(shí)，01因?yàn)橐驗(yàn)镚7、G8均封鎖，所均封鎖，所以無論以無論CP=0或或1，主觸發(fā)，主觸發(fā)器不工作，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，器不工作，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，狀態(tài)不變，狀態(tài)不變，仍為仍為0。（3）當(dāng)）當(dāng)J=0， K=1

21、時(shí)時(shí)01（b）設(shè)）設(shè)Q=1，1010當(dāng)當(dāng)CP=1時(shí)：時(shí)：1001主觸發(fā)器工作，從觸發(fā)器主觸發(fā)器工作，從觸發(fā)器被封鎖，狀態(tài)不變，被封鎖，狀態(tài)不變，仍為仍為1；當(dāng)當(dāng)CP=0時(shí)：時(shí)：011010主觸發(fā)器被封鎖，將信號主觸發(fā)器被封鎖，將信號傳送到從觸發(fā)器中，從觸傳送到從觸發(fā)器中，從觸發(fā)器工作，狀態(tài)發(fā)器工作，狀態(tài)變?yōu)樽優(yōu)?由（由（a）、（）、（b）知：）知：當(dāng)當(dāng)J=0，K=1時(shí)，觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)為器狀態(tài)為0（3）當(dāng)）當(dāng)J=0， K=1時(shí)時(shí)0110（a）設(shè)）設(shè)Q=0， 當(dāng)當(dāng)CP=1時(shí)：時(shí)：01主觸發(fā)器工作，從觸發(fā)主觸發(fā)器工作，從觸發(fā)器不工作，狀態(tài)不變，器不工作，狀態(tài)不變，仍為仍為0；當(dāng)當(dāng)CP=0時(shí)：時(shí)：

22、0110主觸發(fā)器不工作，從觸主觸發(fā)器不工作，從觸發(fā)器工作，狀態(tài)發(fā)器工作，狀態(tài)變?yōu)樽優(yōu)?10（b）設(shè)）設(shè)Q=1，觸發(fā)器的狀，觸發(fā)器的狀態(tài)會是什么呢？態(tài)會是什么呢？100110（4）當(dāng)）當(dāng)J=1， K=0時(shí)時(shí)（b）設(shè)）設(shè)Q=1，觸發(fā)器的狀態(tài)，觸發(fā)器的狀態(tài)會是什么呢？會是什么呢？1仍為010078狀態(tài)工作主觸發(fā)不或?yàn)樗詿o論封鎖封鎖因?yàn)椋珻PG，KGQ 由（由（a）（）（b）知：）知：當(dāng)當(dāng)J=1，K=0時(shí)，觸發(fā)器時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)為狀態(tài)為110（4）當(dāng)）當(dāng)J=1， K=0時(shí)時(shí)10JKQn+100011011四、真值表：四、真值表：（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) JKQn+100保持保持

23、011011真值表：真值表：（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) JKQn+100保持保持0101011真值表：真值表：（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) JKQn+100保持保持01010111真值表：真值表：（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) JKQn+100保持保持01010111翻轉(zhuǎn)（計(jì)數(shù)）翻轉(zhuǎn)（計(jì)數(shù)）真值表：真值表：（只在CP從1變?yōu)?時(shí)有效）觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) JK觸發(fā)器不存在不定狀態(tài)而制約它的應(yīng)用，因此觸發(fā)器不存在不定狀態(tài)而制約它的應(yīng)用，因此JK觸發(fā)器是觸發(fā)器是功能最齊全的觸發(fā)器功能最齊全的觸發(fā)器，應(yīng)用最廣泛。，應(yīng)用最廣泛。練習(xí)：練習(xí)：

24、有一主從有一主從J-K觸發(fā)器，其初始狀態(tài)觸發(fā)器，其初始狀態(tài)Q=0，試畫出，試畫出在下圖所示的時(shí)鐘脈沖在下圖所示的時(shí)鐘脈沖CP和和J、K作用下觸發(fā)器作用下觸發(fā)器Q端輸出波形。端輸出波形。注意：注意：當(dāng)當(dāng)CP從從1變?yōu)樽優(yōu)?時(shí)，時(shí)，Q將由將由CP下降沿到下降沿到來之前一瞬間來之前一瞬間J、K的狀態(tài)決定。的狀態(tài)決定。 練習(xí)：練習(xí)： 有一主從有一主從J-K觸發(fā)器，其初始狀態(tài)觸發(fā)器，其初始狀態(tài)Q=0，試畫出在下，試畫出在下圖所示的時(shí)鐘脈沖圖所示的時(shí)鐘脈沖CP和和J、K作用下觸發(fā)器作用下觸發(fā)器Q端輸出波形。端輸出波形。解：解：初態(tài)初態(tài)001保持保持 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)0保持保持練習(xí)：練習(xí)： 有一主從有一主從J-K觸

25、發(fā)器，其初始狀態(tài)觸發(fā)器，其初始狀態(tài)Q=0，試畫出在下，試畫出在下圖所示的時(shí)鐘脈沖圖所示的時(shí)鐘脈沖CP和和J、K作用下觸發(fā)器作用下觸發(fā)器Q端輸出波形。端輸出波形。解：解：010保持保持 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)0保持保持小結(jié)：小結(jié)：1、J-K觸發(fā)器的邏輯符號觸發(fā)器的邏輯符號2、J-K觸發(fā)器的真值表和功能觸發(fā)器的真值表和功能( (二二) )同步同步 D 觸發(fā)器觸發(fā)器第三節(jié)第三節(jié) D 觸發(fā)器觸發(fā)器 1. 電路結(jié)構(gòu)、邏輯符號和邏輯功能電路結(jié)構(gòu)、邏輯符號和邏輯功能 DQQJ KC CPCPDQn+1說明說明0101置置0置置1其他其他Qn不變不變D 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表 稱為稱為 D 功能功能特點(diǎn)：特點(diǎn)：Qn+1

26、跟隨跟隨 D 信號信號QQDDCCP觸發(fā)方式：下降沿觸發(fā) 例例 試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中 Q 端端波形波形( (設(shè)觸發(fā)器設(shè)觸發(fā)器 初始狀態(tài)為初始狀態(tài)為 0) )。觸發(fā)器觸發(fā)器初始狀態(tài)為初始狀態(tài)為 0注意：注意：當(dāng)當(dāng)CP從從1變?yōu)樽優(yōu)?時(shí)，時(shí)，Q將由將由CP下降沿到來之前一瞬下降沿到來之前一瞬間間D的狀態(tài)決定。的狀態(tài)決定。 T CPQJ KQ(保持功能保持功能)(計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能)J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 QnQQCP C T邏輯圖邏輯圖邏輯符號邏輯符號CPTQQ4、時(shí)時(shí)序序圖圖保持保持保持保持 在數(shù)字電路中，凡每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)

27、一次的電路，在數(shù)字電路中，凡每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖就翻轉(zhuǎn)一次的電路，都稱為都稱為T觸發(fā)器觸發(fā)器。2 2、JKJK觸發(fā)器觸發(fā)器TT觸發(fā)器觸發(fā)器 J C1 K“1”QQCP邏輯圖邏輯圖Q n Q n+1功能功能 0 1 1 0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) CPQQD邏輯圖邏輯圖Q n Q n+1功能功能 0 1 1 0翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)CPQQ時(shí)時(shí)序序圖圖一、觸發(fā)器的邏輯符號一、觸發(fā)器的邏輯符號QRSCPQ主從主從 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器QQ S CP R 同步同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器QQSRSR 基本基本RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器RS觸發(fā)器QQDDCCPQQCP C TQQCP CJK觸發(fā)器觸發(fā)器D觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器T觸發(fā)器觸發(fā)器二

28、、觸發(fā)器的五種邏輯功能二、觸發(fā)器的五種邏輯功能觸發(fā)器五種邏輯功能的比較觸發(fā)器五種邏輯功能的比較無約束，無約束，但功能少但功能少無約束，無約束，且功能強(qiáng)且功能強(qiáng)令令 J = K = T即可即可令令J = K = 1即可即可 D 功能功能1 0Qn+110D T 功能功能 QnQnQn+110T RS 功能功能不定不定01 QnQn+111011000SRRS = 0( (約束條件約束條件) ) JK 功能功能 Qn10 QnQn+111011000KJT功能功能(計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能) 只有只有 CP 輸入端，輸入端，無數(shù)據(jù)輸入端。無數(shù)據(jù)輸入端。來一個(gè)來一個(gè)CP翻轉(zhuǎn)一次翻轉(zhuǎn)一次( (四四) )同步觸

29、發(fā)器的特點(diǎn)同步觸發(fā)器的特點(diǎn) 同步觸發(fā)器的同步觸發(fā)器的觸發(fā)方式觸發(fā)方式為為電平觸發(fā)式電平觸發(fā)式 同步觸發(fā)器的共同缺點(diǎn)是存在同步觸發(fā)器的共同缺點(diǎn)是存在空翻空翻 觸發(fā)脈沖作用期間，輸入信號發(fā)生多次變化時(shí)，觸觸發(fā)脈沖作用期間，輸入信號發(fā)生多次變化時(shí)，觸發(fā)器輸出狀態(tài)也相應(yīng)發(fā)生多次變化的現(xiàn)象稱為空翻。發(fā)器輸出狀態(tài)也相應(yīng)發(fā)生多次變化的現(xiàn)象稱為空翻。 空翻可導(dǎo)致電路工作失控?？辗蓪?dǎo)致電路工作失控。指時(shí)鐘脈沖信號控制指時(shí)鐘脈沖信號控制觸發(fā)器工作的方式觸發(fā)器工作的方式 CP = 1 期間翻轉(zhuǎn)的稱正電平觸發(fā)式；期間翻轉(zhuǎn)的稱正電平觸發(fā)式； CP = 0 期間翻轉(zhuǎn)的稱負(fù)電平觸發(fā)式。期間翻轉(zhuǎn)的稱負(fù)電平觸發(fā)式。 Mast

30、er - Slave Flip - Flop Edge - Triggered Flip - Flop 一、無空翻觸發(fā)器的類型和工作特點(diǎn)一、無空翻觸發(fā)器的類型和工作特點(diǎn) 工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)：CP = 1 期間，期間，主觸發(fā)器主觸發(fā)器接收接收輸入信號；輸入信號；CP = 0 期間，主觸發(fā)器保持期間，主觸發(fā)器保持 CP 下降沿之前狀態(tài)不變，而從觸發(fā)器接受主觸下降沿之前狀態(tài)不變，而從觸發(fā)器接受主觸發(fā)器狀態(tài)。因此，發(fā)器狀態(tài)。因此，主從觸發(fā)器的狀態(tài)只能在主從觸發(fā)器的狀態(tài)只能在 CP 下降沿時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。下降沿時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。( (詳見鏈接詳見鏈接) ) 這種觸發(fā)方式稱為這種觸發(fā)方式稱為主從觸發(fā)式主從觸發(fā)式。工作特

31、點(diǎn)：只能工作特點(diǎn)：只能在在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )時(shí)刻接收輸入信號，時(shí)刻接收輸入信號，因此，因此，電路狀態(tài)只能在電路狀態(tài)只能在 CP 上升沿上升沿( (或下降沿或下降沿) )時(shí)刻時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。這種觸發(fā)方式稱為這種觸發(fā)方式稱為邊沿觸發(fā)式。邊沿觸發(fā)式。無無空空翻翻觸觸發(fā)發(fā)器器主主從從觸觸發(fā)發(fā)器器 邊邊沿沿觸觸發(fā)發(fā)器器 主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器有何異同？主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器有何異同？只能在只能在 CP 邊沿時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，邊沿時(shí)刻翻轉(zhuǎn)，因此都因此都克服了克服了空翻空翻，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。相相同同處處電路結(jié)構(gòu)和工作原理不同，因此電

32、路功能電路結(jié)構(gòu)和工作原理不同，因此電路功能不同。為保證電路正常工作，不同。為保證電路正常工作，要求主從要求主從 JK 觸觸發(fā)器的發(fā)器的 J 和和 K 信號在信號在 CP = 1 期間保持不變期間保持不變；而；而邊沿觸發(fā)器沒有這種限制邊沿觸發(fā)器沒有這種限制，其功能較完善，因，其功能較完善，因此應(yīng)用更廣。此應(yīng)用更廣。相相異異處處 無空翻觸發(fā)器的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是根據(jù)無空翻觸發(fā)器的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是根據(jù)邏輯符號識別其功能，理解其應(yīng)用。邏輯符號識別其功能，理解其應(yīng)用。下面介紹常用無空翻觸發(fā)器的符號及下面介紹常用無空翻觸發(fā)器的符號及其應(yīng)用注意事項(xiàng)。其應(yīng)用注意事項(xiàng)。二、常用無空翻觸發(fā)器及其符號二、常用無空翻觸發(fā)器及其符號

33、 主從主從 RS 觸發(fā)器觸發(fā)器 主從主從 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 主從觸發(fā)器主從觸發(fā)器 QQ1JJC1CP1KK邊沿觸發(fā)器邊沿觸發(fā)器 TTL 維持阻塞維持阻塞 D 觸發(fā)器觸發(fā)器( (通通常常上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) ) TTL 邊沿邊沿 JK觸發(fā)器觸發(fā)器( (通通常常下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)) )CMOS 邊沿邊沿 D 觸發(fā)觸發(fā)器和邊沿器和邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器( (通通常常上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā)) )QQ1SSC1CP1RRQQC1CP1DDCP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊沿沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1QQC1CPD具有異步端的具有異步端的邊沿邊沿 D 觸發(fā)器觸發(fā)器 1DSSDRRDRRDSSD執(zhí)行執(zhí)行 Qn+1

34、 = D1111在在 CP 時(shí)刻時(shí)刻0011Qn111保持不變保持不變Qn011禁禁 用用不定態(tài)不定態(tài)00異步置異步置 1101異步置異步置 0010說說 明明Qn+1DCPSDRD異步端低電平有效的異步端低電平有效的上升沿觸發(fā)式上升沿觸發(fā)式 D 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表QQ1JJ CP1KKC1CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊沿沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1QQ1JJ CP1KKC1CP 觸發(fā)的邊觸發(fā)的邊沿沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 C1具有異步端的具有異步端的邊沿邊沿 JK 觸發(fā)器觸發(fā)器 QQ1JJ CP1KKRSC1RDSDQQ1JJ CP1KKRSC1RDSD異步端低電平有效異步端低電平有效異步端高電

35、平有效異步端高電平有效RRDRRDSSDSSDQn11001010001000在在 CP時(shí)時(shí)刻執(zhí)行刻執(zhí)行 JK 功能功能Qn0000Qn100保持不變保持不變Qn000禁用禁用不定不定 11置置 1110置置 0001說說 明明Qn+1KJCPSDRD異步端高電平有效的下降沿觸發(fā)式異步端高電平有效的下降沿觸發(fā)式 JK 觸發(fā)器功能表觸發(fā)器功能表注注意意( (1) ) 弄清弄清時(shí)鐘觸發(fā)沿時(shí)鐘觸發(fā)沿是上升沿還是下降沿？是上升沿還是下降沿？( (2) )弄清有無異步輸入端？弄清有無異步輸入端？異步置異步置 0 端和異步端和異步置置 1 端端是低電平有效還是高電平有效？是低電平有效還是高電平有效？( (

36、4) ) 邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程與同步邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程與同步觸發(fā)器的相同，但由于觸發(fā)方式不一樣，觸發(fā)器的相同，但由于觸發(fā)方式不一樣，因此，它們的邏輯功能和特性方程成立的因此，它們的邏輯功能和特性方程成立的時(shí)間不同。時(shí)間不同。邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性邊沿觸發(fā)器的邏輯功能和特性方程只在時(shí)鐘的上升沿方程只在時(shí)鐘的上升沿( (或下降沿或下降沿) )成立。成立。( (3) ) 異步端不受時(shí)鐘異步端不受時(shí)鐘 CP 控制控制，將直接實(shí)現(xiàn)置，將直接實(shí)現(xiàn)置 0 或置或置 1。觸發(fā)器工作時(shí)，應(yīng)保證異步端接非。觸發(fā)器工作時(shí)，應(yīng)保證異步端接非有效電平。有效電平。Q1Q1CPDC11D(a)(b

37、)SC1R1DCPQ2Q2三、邊沿觸發(fā)器工作波形分析舉例三、邊沿觸發(fā)器工作波形分析舉例 解：解： 例例 設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 0，試對應(yīng)輸入波形畫出，試對應(yīng)輸入波形畫出 Q1、Q2 的波形。的波形。DCPQ1Q2nQD22 D 觸發(fā)器特性方程為觸發(fā)器特性方程為 Qn+1 = D功能是翻轉(zhuǎn)功能是翻轉(zhuǎn)因此因此nnQDQ2212 C110觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 0C1該電路的功能是：該電路的功能是：在時(shí)鐘觸發(fā)沿到在時(shí)鐘觸發(fā)沿到達(dá)時(shí)狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這種功能稱為計(jì)數(shù)達(dá)時(shí)狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，這種功能稱為計(jì)數(shù)功能，功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱為計(jì)數(shù)觸發(fā)器。相應(yīng)觸發(fā)器稱為計(jì)數(shù)觸發(fā)器。 JCPKT解：解： 例例 設(shè)觸發(fā)

38、器初態(tài)為設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為 1，試對應(yīng)輸入波形畫出，試對應(yīng)輸入波形畫出 Q1、Q2 的波形。的波形。觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 1Q1Q1CPJC11J(a)(b)SC1R1KCPQ2Q2K1K1JTVCCC111001001SVCCRC1CP1JT1K1010CP 之前之前 J、K最后取值為最后取值為 1CP 之前之前 J、K最后取值為最后取值為 0觸發(fā)器初態(tài)為觸發(fā)器初態(tài)為 1Q1Q2T = 0 時(shí)，時(shí)，Qn+1 = Qn ；T = 1 時(shí)，時(shí)，Qn+1 = Qn 。這種功能稱這種功能稱 T 功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱功能，相應(yīng)觸發(fā)器稱 T 觸發(fā)器。觸發(fā)器。主要要求：主要要求：掌握掌握常用觸發(fā)器的工作特點(diǎn)

39、、符號、邏輯功能常用觸發(fā)器的工作特點(diǎn)、符號、邏輯功能和特性方程，會畫工作波形。和特性方程，會畫工作波形。 了解觸發(fā)器各種邏輯功能間的轉(zhuǎn)換方法。了解觸發(fā)器各種邏輯功能間的轉(zhuǎn)換方法。 7.4 觸發(fā)器的應(yīng)用觸發(fā)器的應(yīng)用 理解觸發(fā)器及其簡單應(yīng)用電路的分析方法。理解觸發(fā)器及其簡單應(yīng)用電路的分析方法。( (二二) )不同邏輯功能間的相互轉(zhuǎn)換不同邏輯功能間的相互轉(zhuǎn)換1. JK D2. JK T、T因此，令因此，令J = K = D已有已有Qn+1 = JQn+ KQn欲得欲得 Qn+1 = DQQCPDC11J1KQQC11J1KQQCP1C11J1KTCP轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換方方法法( (1) ) 寫出待求觸發(fā)器和給

40、定觸發(fā)器的特性方程。寫出待求觸發(fā)器和給定觸發(fā)器的特性方程。( (3) )畫出用給定觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)待求觸發(fā)器的電路。畫出用給定觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)待求觸發(fā)器的電路。( (2) )比較上述特性方程，得出給定觸發(fā)器中輸入比較上述特性方程，得出給定觸發(fā)器中輸入 信號的接法。信號的接法。3. D JK已有已有 Qn+1 = D欲得欲得Qn+1 = JQn + KQn因此，令因此，令nnQKQJ nnQKQJD 4. D T5. D T已有已有 Qn+1 = D 欲得欲得Qn+1 =nQT 已有已有 Qn+1 = D欲得欲得 Qn+1 = Qn因此，令因此，令D = QnnQT 因此，令因此，令D =QQCPC11DQ

41、QCPC11DTQQCPJC11DK二、觸發(fā)器的應(yīng)用與分析舉例二、觸發(fā)器的應(yīng)用與分析舉例 觸發(fā)器由門電路構(gòu)成，因此，觸發(fā)器由門電路構(gòu)成，因此，門電路的應(yīng)用門電路的應(yīng)用注意事項(xiàng)在這里多適用。注意事項(xiàng)在這里多適用。例如，例如，TTL 觸發(fā)器的輸觸發(fā)器的輸入端懸空相當(dāng)于輸入高電平，而入端懸空相當(dāng)于輸入高電平，而 CMOS 觸發(fā)器觸發(fā)器的輸入端不允許懸空。的輸入端不允許懸空。應(yīng)應(yīng)用用注注意意 實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)需要選定觸發(fā)器的功能實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)需要選定觸發(fā)器的功能和觸發(fā)方式。例如：同步觸發(fā)器通常只用于數(shù)據(jù)和觸發(fā)方式。例如：同步觸發(fā)器通常只用于數(shù)據(jù)鎖存，構(gòu)成計(jì)數(shù)器、移位寄存器時(shí)一般要用邊沿鎖存，構(gòu)成

42、計(jì)數(shù)器、移位寄存器時(shí)一般要用邊沿觸發(fā)器。觸發(fā)器。觸發(fā)器和門電路是構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。觸發(fā)器和門電路是構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。前者具有記憶功能，用于構(gòu)成時(shí)序邏輯電路；前者具有記憶功能，用于構(gòu)成時(shí)序邏輯電路；后者沒有記憶功能，用于構(gòu)成組合邏輯電路。后者沒有記憶功能，用于構(gòu)成組合邏輯電路。本章小結(jié)本章小結(jié)觸發(fā)器有兩個(gè)基本特性：觸發(fā)器有兩個(gè)基本特性：有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；在外信號作用下，兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，在外信號作用下，兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，沒有外信號作用時(shí)，保持原狀態(tài)不變。因此，沒有外信號作用時(shí)，保持原狀態(tài)不變。因此，觸發(fā)器具有記憶功能，常用來保存二進(jìn)制信息。觸發(fā)器具有記憶功能，常用來保存二進(jìn)制信息。一個(gè)觸發(fā)器可存儲一個(gè)觸發(fā)器可存