數(shù)字電路觸發(fā)器詳解演示文稿

數(shù)字電路觸發(fā)器詳解演示文稿當前第1頁\共有83頁\編于星期日\2點SR鎖存器5.2脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器5.4電平觸發(fā)的觸發(fā)器35.3概述35.13目錄廣東工業(yè)大學自動化學院5.5觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法5.6邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器當前第2頁\共有83頁\編于星期日\2點

Flip-Flop，簡寫為FF，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。5.1概述廣東工業(yè)大學自動化學院

在各種復雜的數(shù)字電路中不但需要對二值信號進行數(shù)值運算和邏輯運算，還經(jīng)常需要將運算結(jié)果保存下來。為此，需要使用具有記憶功能的基本邏輯單元。能夠存儲1位二值信號的基本單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。

觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元電路。本章的重點:1.各種電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器所具有的特點；2.觸發(fā)器邏輯功能的分類和觸發(fā)器邏輯功能的描述方法。3.要注意區(qū)分觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能這兩個不同的概念。當前第3頁\共有83頁\編于星期日\2點5.1概述廣東工業(yè)大學自動化學院一、觸發(fā)器的特點(1)有兩個穩(wěn)定狀態(tài)(簡稱穩(wěn)態(tài))，用來表示邏輯

0

和

1。一個觸發(fā)器可存儲1位二進制數(shù)碼(2)在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換

(稱為狀態(tài)的翻轉(zhuǎn))。

(3)輸入信號消失后，新狀態(tài)可長期保持下來，具有記憶功能。當前第4頁\共有83頁\編于星期日\2點5.1概述廣東工業(yè)大學自動化學院二、觸發(fā)器的分類按觸發(fā)方式分

2.按邏輯功能分

電平觸發(fā)脈沖觸發(fā)邊沿觸發(fā)

SR

觸發(fā)器

D

觸發(fā)器

JK

觸發(fā)器

T

觸發(fā)器三、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法

主要有特性表、特性方程、驅(qū)動表(激勵表)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（狀態(tài)圖）和波形圖(時序圖)等。當前第5頁\共有83頁\編于星期日\2點5.2SR鎖存器廣東工業(yè)大學自動化學院

SR（Set-Reset）鎖存器（又叫基本RS觸發(fā)器）是各種觸發(fā)器構(gòu)成的基本部件，也是最簡單的一種觸發(fā)器。鎖存器---不需要觸發(fā)信號，由輸入信號直接完成置0或置1操作。觸發(fā)器---需要一個觸發(fā)信號（稱為時鐘信號CLOCK)，只有觸發(fā)信號有效時，才按輸入信號完成置0或置1操作。當前第6頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理1.用或非門組成的鎖存器

電路組成

信號輸入端互補輸出端

Q和Q′為互補輸出端，正常工作時，它們的輸出狀態(tài)相反。通常用Q的狀態(tài)表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即:Q=0，Q′=1時，稱為觸發(fā)器的“0”態(tài)。Q=1，Q′=0時，稱為觸發(fā)器的“1”態(tài)。當前第7頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器工作原理

0a.RD＝0，SD＝1時1001鎖存器為“1”態(tài)Q＝0Q＝1b.RD＝1，SD＝0時10001鎖存器為“0”態(tài)Q＝1Q＝0當前第8頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器工作原理

0C.RD＝0，SD＝0時0110鎖存器為“0”態(tài)Q＝1Q＝0000鎖存器為“1”態(tài)Q＝0Q＝1若Q

=0001若Q

=11010鎖存器的狀態(tài)保持不變010當前第9頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器工作原理

1d.RD＝1，SD＝1時100“禁止”態(tài)Q＝0Q＝0Q和Q'違背互補輸出的條件。當RD和SD同時去掉高電平加低電平時不允許輸入RD

=SD

=1的信號即SR鎖存器存在約束條件。0000111100輸出狀態(tài)不定當前第10頁\共有83頁\編于星期日\2點現(xiàn)態(tài)指觸發(fā)器在輸入信號變化前的狀態(tài)，用Q

表示。次態(tài)指觸發(fā)器在輸入信號變化后的狀態(tài)，用Q*

表示。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。廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器特性表（或功能表）SDRDQQ*0000001101000110100110111100①1110①保持清“0”置“1”不允許SR鎖存器存在約束條件。當前第11頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器圖形（邏輯）符號

輸入沒有小圓圈表示高電平有效置位端或置1輸入端復位端或置0輸入端當前第12頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器2.用與非門組成的鎖存器

電路組成

特性表（或功能表）S'DR'DQQ*1100111110001010010101110001①0011①當前第13頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器圖形（邏輯）符號

置位端或置1輸入端復位端或置0輸入端輸入有小圓圈表示低電平有效當前第14頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器波形分析舉例解：[例]設(shè)下圖中觸發(fā)器初始狀態(tài)為

0，試對應(yīng)輸入波形畫出

Q和

Q'

的波形。Q'QS'DR'DSRS'DR'D保持初態(tài)為0，故保持為0。置

0保持QQ'置

1輸入有小圓圈表示低電平有效置0當前第15頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器R'DS'DQ'Q假設(shè)Q的初態(tài)為0，試對應(yīng)輸入波形畫出Q

和Q'

的波形。

a、信號同時存在時，兩輸出端均為高電平；

b、信號同時撤消時，Q的狀態(tài)無法確定；

c、信號分時撤消時，Q的狀態(tài)由輸入決定。0011保持01010110保持保持結(jié)論：不允許在兩個輸入端同時加輸入信號:0000當前第16頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器二、動作特點直接控制：輸入信號直接加在輸出門上，在輸入信號全部作用時間內(nèi)，都能直接改變輸出端的狀態(tài)（即只要有輸入信號，就能作用于電路)。故又稱該電路為直接復位、置位鎖存器。當前第17頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器三、應(yīng)用舉例

利用SR鎖存器的記憶功能可消除機械開關(guān)振動引起的干擾脈沖。

干擾脈沖開關(guān)由斷開變至穩(wěn)定閉合的uo波形當前第18頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.2SR鎖存器A有0就置1B有0就置0SD’RD’開關(guān)切換到A開關(guān)切換到B當前第19頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器

在數(shù)字系統(tǒng)中，為協(xié)調(diào)各部分的動作，常常要求某些觸發(fā)器在同一時刻動作（即改變狀態(tài)，也稱為翻轉(zhuǎn)），這就要求有一個同步信號來控制，這個控制信號叫做時鐘信號（Clock），簡稱時鐘，用CLK表示。電平觸發(fā)器（也稱同步觸發(fā)器）是其中最簡單的一種。

Clock是一串周期和脈寬一定的矩形脈沖。

具有時鐘脈沖控制的觸發(fā)器統(tǒng)稱為時鐘觸發(fā)器，又稱鐘控觸發(fā)器。當前第20頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器一、電平觸發(fā)SR觸發(fā)器（同步SR觸發(fā)器）1.電路結(jié)構(gòu)和工作原理

電路組成

SR鎖存器觸發(fā)信號控制門工作原理

CLK

=0時，G3、G4被封鎖，輸入信號R、S不起作用。SR

鎖存器的輸入均為1，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。011

CLK

=1時，G3、G4解除封鎖，將輸入信號

R和S取非后送至SR鎖存器的輸入端。1只有在CLK＝1時，S、R才能起作用S'R'當前第21頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器00XX011XX01100110011011①1111①01101110011110110010001CLK=0，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變CLK=1，觸發(fā)器狀態(tài)受輸入信號控制SR觸發(fā)器存在約束條件2.特性表（或功能表）保持置1置0當前第22頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器時鐘控制信號輸入沒有小圓圈表示高電平有效同步輸入信號受CLK控制3.圖形（邏輯）符號1S1RC1當前第23頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器解：[例]試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中

Q端波形。假設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為“0”。QCLKRQQS00100001CLK

=0時，

觸發(fā)器狀態(tài)不變。CLK

=1時，觸發(fā)器根據(jù)S、R

取值翻轉(zhuǎn)。只在CLK=1期間接受輸入信號當前第24頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器CLKRSQ假設(shè)觸發(fā)器的初態(tài)為“0”。0110000011當前第25頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器異步輸入端(S'D、R'D)

---不受時鐘信號（CLK）控制

在某些應(yīng)用場合，有時需要在時鐘CLK到來之前，先將觸發(fā)器預(yù)置成制定狀態(tài)，故實際的同步SR觸發(fā)器設(shè)置了異步置位端S'D和異步復位端R'D。異步置1端異步置0端小圓圈表示低電平有效當前第26頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器[例]試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中

Q端波形。R'DCLKRQ'Q1SSC1CLKR1RRSVCCR'DS解：原態(tài)未知QVCCR'DR'D00100001異步置0當前第27頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器二、電平觸發(fā)D觸發(fā)器（D型鎖存器）1.電路組成

與SR觸發(fā)器結(jié)構(gòu)相同，只是S=D，R=D′，所以只出現(xiàn)S=0，R=1或S=1，R=0的情況。SR當前第28頁\共有83頁\編于星期日\2點5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院2.特性表（或功能表）CLKDQQ*0X000X1111011111100010103.圖形（邏輯）符號保持置“1”置“0”當前第29頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器解：[例]試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中

Q端波形(設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為

0)。Q'Q1DDC1CLKDCLKQ101010CLK

=

0時，觸發(fā)器狀態(tài)不變CLK

=

1時，

觸發(fā)器次態(tài)跟隨

D

信號初始狀態(tài)當前第30頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器三、電平觸發(fā)方式的動作特點（1）只有當CLK變?yōu)橛行щ娖綍r，觸發(fā)器才能接受輸入信號，并根據(jù)輸入信號將觸發(fā)器的輸出置成相應(yīng)的狀態(tài)。（2）在CLK為有效電平的全部時間里，輸入信號的變化都將引起觸發(fā)器輸出狀態(tài)的變化。（3）在CLK有效電平期間,若輸入信號多次發(fā)生變化，則觸發(fā)器狀態(tài)將多次翻轉(zhuǎn)，從而降低了電路的抗干擾能力。

電平觸發(fā)器在CLK

=有效電平期間，輸出發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為空翻。CLK

=1期間翻轉(zhuǎn)的稱正電平觸發(fā)式；CLK

=0期間翻轉(zhuǎn)的稱負電平觸發(fā)式。當前第31頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.3電平觸發(fā)的觸發(fā)器123空翻例：CLK空翻可能會造成誤動作！當前第32頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器為了避免空翻現(xiàn)象，提高觸發(fā)器工作的可靠性，希望在每個CLK期間輸出端的狀態(tài)只改變一次，則在電平觸發(fā)的觸發(fā)器的基礎(chǔ)上設(shè)計出脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器（也稱為主從觸發(fā)器）。一、主從SR觸發(fā)器脈沖觸發(fā)的SR觸發(fā)器（即主從SR觸發(fā)器）是由兩個同樣的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器組成。當前第33頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)和工作原理

電路組成

主觸發(fā)器從觸發(fā)器CLKCLK'主觸發(fā)器與從觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)相同，只是主觸發(fā)器由CLK控制，而從觸發(fā)器由CLK'

控制。當前第34頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器1001★CLK

到達時，CLK

=

0，CLK′

=

1。

主觸發(fā)器被封鎖，并保持

CLK

到達之前的狀態(tài)不變。這時從觸發(fā)器工作，且從觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到與主觸發(fā)器相同的狀態(tài)。★CLK

=0期間，主觸發(fā)器被封鎖，保持CLK

到達之前的狀態(tài)不變，Q從=

Q主，因此，主從RS觸發(fā)器狀態(tài)保持不變?！顲LK

=1期間，主觸發(fā)器接受輸入信號，從觸發(fā)器被封鎖，使主從RS觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。綜上所述，主從觸發(fā)器狀態(tài)只能在

CLK

時刻發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其它時刻則保持不變。至于狀態(tài)如何翻轉(zhuǎn)，則由CLK

之前最后的輸入信號

值決定。

工作原理

當前第35頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器2.特性表

表示輸出狀態(tài)的變化發(fā)生在CLK的下降沿沒有CLK時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變有CLK到來時，觸發(fā)器才改變狀態(tài)當前第36頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器3.圖形（邏輯）符號

┐表示延遲輸出，即下降沿動作沒有小圓圈表示CLK=1期間接收信號沒有小圓圈表示輸入高電平有效當前第37頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器[例]試對應(yīng)輸入波形畫出下圖中

Q端波形(設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為

0)。解：QCLK

=1時，

觸發(fā)器狀態(tài)不變。CLK下降沿到達時，觸發(fā)器根據(jù)S、R

取值翻轉(zhuǎn)。0001101100初始狀態(tài)當前第38頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器二、主從JK觸發(fā)器

主從SR觸發(fā)器克服了同步SR觸發(fā)器（即電平觸發(fā)的SR觸發(fā)器）在CLK＝1期間多次翻轉(zhuǎn)的問題；但在CLK＝1期間，主觸發(fā)器的輸出仍會隨輸入的變化而變化，當S=R=1時仍存在不定狀態(tài)，輸入信號仍要遵守SR＝0（約束條件）。

為了使主從SR觸發(fā)器在S＝R＝1時也有確定的狀態(tài)，則將輸出端Q和Q'

反饋到輸入端，這種觸發(fā)器稱為JK觸發(fā)器。實際上這對反饋線通常在制造集成電路時內(nèi)部已接好。當前第39頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)和工作原理

電路組成

當前第40頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器工作原理

與SR觸發(fā)器相比，相當于S=JQ′，R=KQ。當JK=00、01、10時與SR觸發(fā)器的功能相同；當JK=11時，相當于S=Q′，R=Q。若Q=0，Q*=1若Q=1，Q*=0即當JK=11時，Q*=Q′當前第41頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器2.特性表

當前第42頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器2.特性表

當前第43頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器3.圖形（邏輯）符號

注：在有些集成觸發(fā)器中，輸入端J和K不止一個，這些輸入端是“與”的關(guān)系。其邏輯符號為：或當前第44頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器[例]設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為

0，試對應(yīng)輸入波形畫出Q端波形。Q'Q1JJC1CLKK1KJCLKK解：CLK

=1時，

觸發(fā)器狀態(tài)不變。QCLK下降沿到達時，觸發(fā)器根據(jù)J、K取值翻轉(zhuǎn)。10011100初始狀態(tài)當前第45頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器三、脈沖觸發(fā)方式的動作特點1.觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)分兩步動作。第一步：在CLK＝1（有效電平）時，主觸發(fā)器接受輸入信號，從觸發(fā)器被封鎖，Q的狀態(tài)保持不變；第二步：在CLK到達后，從觸發(fā)器按主觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。即Q的狀態(tài)變化發(fā)生在CLK的下降沿。觸發(fā)器在每個CLK期間輸出狀態(tài)只能改變一次。當前第46頁\共有83頁\編于星期日\2點5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院┐表示延遲輸出，即上升沿動作有小圓圈表示CLK=0期間接收信號注：若CLK以低電平為有效狀態(tài)時，則Q的狀態(tài)變化發(fā)生在CLK的上升沿（↑）。見課本P251圖P5.11當前第47頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器2.在CLK=1（有效電平）期間，輸入信號都將對主觸發(fā)器起作用。

出現(xiàn)的問題：

在CLK=1（有效電平）的期間，如果輸入信號發(fā)生變化，若直接用CLK下降沿到達時的輸入信號去判斷輸出狀態(tài)，有可能出現(xiàn)判斷錯誤。

主從JK觸發(fā)器在CLK＝1期間，不論JK端發(fā)生了多少次變化，主觸發(fā)器只可能翻轉(zhuǎn)一次。稱為JK觸發(fā)器的一次變化問題當前第48頁\共有83頁\編于星期日\2點5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院CLKRSQ010010初始狀態(tài)當前第49頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器Q1000011100初始狀態(tài)JCLKK一次變化問題一次變化問題當前第50頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器

脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器對輸入信號的要求：只有在CLK=1的全部時間里，輸入信號保持不變，用CLK下降沿到達時的輸入狀態(tài)來決定觸發(fā)器的次態(tài)才能保證是正確的。否則，就必須考慮在CLK=1期間輸入狀態(tài)的全部變化過程，才能確定CLK下降沿到來時觸發(fā)器的次態(tài)。當前第51頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器

由于脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器在CLK=1的期間，如果輸入信號發(fā)生變化時，若直接用CLK下降沿到達時的輸入信號去判斷輸出狀態(tài)，有可能出現(xiàn)判斷錯誤，所以抗干擾能力差。為了提高觸發(fā)器工作的可靠性，希望觸發(fā)器的次態(tài)（新的狀態(tài)）僅決定于CLK的下降沿（或上升沿）到達時刻輸入信號的狀態(tài)，與CLK的其它時刻的信號無關(guān)。這樣出現(xiàn)了各種邊沿觸發(fā)器。

目前主要有利用CMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、利用門電路傳輸延遲時間的邊沿觸發(fā)器以及利用二極管進行電平配置的邊沿觸發(fā)器等等幾種。當前第52頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器一、利用CMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器1.電路結(jié)構(gòu)

TG1和TG4的工作狀態(tài)相同TG2和TG3的工作狀態(tài)相同當前第53頁\共有83頁\編于星期日\2點5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院2.工作原理

（1）CLK=0時010導通截止TG1導通，TG2斷開——輸入信號D送入FF1，Q1跟隨D端的狀態(tài)

變化，即Q1=D。

DDD截止導通TG3斷開，TG4導通——反饋通路接通，F(xiàn)F2自鎖，維持原來的

狀態(tài)不變。當前第54頁\共有83頁\編于星期日\2點5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院2.工作原理

（2）CLK↑(上升沿)到達時101截止導通TG1斷開，TG2導通——輸入不能D送到FF1，Q1保持原輸入

狀態(tài)不變。

導通DD截止DDTG3導通，TG4斷開——FF1的狀態(tài)送到Q端，Q=Q1=D。這是一個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器。當前第55頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器3.特性表1X10X0XXX4.圖形（邏輯）符號

觸發(fā)器的狀態(tài)僅僅取決于CLK信號上升沿到達前瞬間的D信號Q'QC1CLK1DDCLK沒有小圓圈表示上升沿觸發(fā)>表示邊沿觸發(fā)表示CLK的上升沿觸發(fā)當前第56頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器帶異步輸入端的邊沿D觸發(fā)器

異步輸入端沒有小圓圈表示高電平有效異步輸入端沒有小圓圈表示高電平有效當前第57頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器[例]設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為

0，試對應(yīng)輸入波形畫出

Q

的波形。Q'QCLKDC11D解：DCLKQ

C110初始狀態(tài)在波形圖時，應(yīng)注意以下兩點：（1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在CLK的上升沿。（2）判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是CLK上升沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。上升沿動作當前第58頁\共有83頁\編于星期日\2點5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院[例]給定的觸發(fā)器如下圖所示，試對應(yīng)輸入波形畫出

Q

的波形。Q

1111011110異步輸入端有小圓圈表示低電平有效異步置00異步置0當前第59頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器注意(1)

弄清時鐘觸發(fā)沿是上升沿還是下降沿？(2)弄清有無異步輸入端？異步置0端和異步置1端是低電平有效還是高電平有效？(4)邊沿觸發(fā)器的邏輯功能與脈沖觸發(fā)器的相同，但由于觸發(fā)方式不一樣，因此，它們的邏輯功能成立的時間不同。邊沿觸發(fā)器的邏輯功能只在時鐘的上升沿(或下降沿)成立。(3)

異步端不受時鐘CLK控制，將直接實現(xiàn)置0或置1。觸發(fā)器工作時，應(yīng)保證異步端接非有效電平。當前第60頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器例：試畫下圖所示電路的Q1和Q2的波形。設(shè)各觸發(fā)器初態(tài)為0。Q1Q2初始狀態(tài)00D2=Q1D1=Q'1當前第61頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器二、維持阻塞觸發(fā)器*（自學）三、利用門電路傳輸延遲時間的邊沿觸發(fā)器*（自學）注：1.邊沿觸發(fā)器也有JK觸發(fā)器、SR觸發(fā)器等不同

的邏輯功能。2.邊沿觸發(fā)器有上升沿觸發(fā)的，也有下降沿觸

發(fā)的。當前第62頁\共有83頁\編于星期日\2點5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器廣東工業(yè)大學自動化學院例：下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器的特性表和邏輯符號。CLK有小圓圈表示下降沿觸發(fā)表示CLK的下降沿觸發(fā)當前第63頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.5邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器四、邊沿觸發(fā)方式的動作特點

觸發(fā)器的次態(tài)（Q*）變化（翻轉(zhuǎn)）只發(fā)生在CLK的上升沿或下降沿。即觸發(fā)器的次態(tài)（Q*）僅取決于CLK的上升沿或下降沿到達時輸入的邏輯狀態(tài)，而與此前、后的狀態(tài)無關(guān)。具有較強的抗干擾能力，可靠性高。邊沿觸發(fā)器只有在CLK的上升沿或下降沿瞬間才能接受控制輸入信號，改變狀態(tài)，因此在一個時鐘脈沖下，觸發(fā)器最多只能翻轉(zhuǎn)一次，從根本上杜絕了空翻的現(xiàn)象。

當前第64頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法一、觸發(fā)器按邏輯功能的分類按照邏輯功能的不同特點，觸發(fā)器可分為SR觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器等四種。

觸發(fā)器邏輯功能的描述方法主要有特性表（功能表）、特性方程、驅(qū)動表(又稱激勵表)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖(又稱時序圖)等。

下面介紹四種觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法。當前第65頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法1.SR觸發(fā)器

特性表

SRQ*功能00Q保持010置0101置111×約束當前第66頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法特性方程（又稱狀態(tài)方程、次態(tài)方程）

由特性表和約束條件可畫出輸出端Q*的卡諾圖：111××則可寫出SR觸發(fā)器輸出端的方程為

特性方程指觸發(fā)器次態(tài)與輸入信號和電路原有狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系式。

當前第67頁\共有83頁\編于星期日\2點用圓圈及其內(nèi)的標注表示電路的所有穩(wěn)態(tài)，用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向，箭頭旁的標注表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

0狀態(tài)0狀態(tài)1S=

0R=XR=0S=XR=1S=01R=0S=1當前第68頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法2.JK觸發(fā)器

特性表

JKQ*功能00Q保持010置0101置111Q′翻轉(zhuǎn)當前第69頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法特性方程

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

當前第70頁\共有83頁\編于星期日\2點5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法廣東工業(yè)大學自動化學院3.D觸發(fā)器

特性表

DQ*功能00置011置1特性方程

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

當前第71頁\共有83頁\編于星期日\2點5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法廣東工業(yè)大學自動化學院4.T觸發(fā)器

特性表

TQ*功能0Q保持1Q'

翻轉(zhuǎn)特性方程

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

當前第72頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法[例]給定的觸發(fā)器如下圖所示，試對應(yīng)輸入波形畫出

Q

的波形。設(shè)觸發(fā)器初態(tài)為0。TCLKCLK有小圓圈表示下降沿觸發(fā)Q

1TQ*功能0Q保持1Q'

翻轉(zhuǎn)010初始狀態(tài)當前第73頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法二、觸發(fā)器邏輯功能間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換方法

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(zhuǎn)換邏輯。CLK已有觸發(fā)器轉(zhuǎn)換邏輯QQ′待求觸發(fā)器輸入當前第74頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法轉(zhuǎn)換步驟

（1）寫出已有觸發(fā)器和待求觸發(fā)器的特性方程。（2）變換待求觸發(fā)器的特性方程，使之形式與已有觸發(fā)器的特性方程一致。（3）比較已有和待求觸發(fā)器的特性方程，根據(jù)兩個方程相等的原則求出轉(zhuǎn)換邏輯。（4）根據(jù)轉(zhuǎn)換邏輯畫出邏輯電路圖。當前第75頁\共有83頁\編于星期日\2點廣東工業(yè)大學自動化學院5.6觸發(fā)器的邏輯功能及其描述方法例：