06第五章集成触发器ppt课件.ppt

第五章 触发器5.2 5.2 触发器的电路结构与动作特点触发器的电路结构与动作特点5.3 5.3 触发器的逻辑功能及描述方式触发器的逻辑功能及描述方式5.1 5.1 概述概述5.1 概述 与门电路一样，触发器是组成数字电路的另一类基本逻辑单元电路一、什么是触发器 能存储一位二进制信号的基本单元电路 1、有两个稳定的状态，0状态和1状态二、触发器的特点 2、能根据不同的输入信号将输出端清0或置1 3、输入信号消失后，能将状态保存下来5.2 触发器的电路结构 与动作特点触发器当其逻辑功能相同时、其动作特点并不相同，也就是说同样逻辑功能的触发器，当电路结构不一样时，在相同的输入下，有着不一样的输出四种电路结构：1、根本2、同步〔钟控）3、主从4、边沿1 1．用与非门组成的基本．用与非门组成的基本RSRS触发器触发器 （（1 1〕电路结构〕电路结构: :由两个门电路交叉连接而成由两个门电路交叉连接而成置0端置1端低电平有效____电路符号一、基本一、基本RSRS触发器触发器触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，（（2 2〕逻辑功能〕逻辑功能当当Q=1Q=1，， =0 =0时，称为触发器的时，称为触发器的1 1状态。

状态当当 =1 =1，，Q=0Q=0时，称为触发器的时，称为触发器的0 0状态Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 10 01 11 10 00 01 1R R称为置称为置0 0输入端输入端低电平有效低电平有效____ 0 00 01 1 1 1 0 01 10 01 1Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1置置0 00 00 00 01 1触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，（（2 2〕逻辑功能〕逻辑功能当当Q=1Q=1，， =0 =0时，称为触发器的时，称为触发器的1 1状态当当 =1 =1，，Q=0Q=0时，称为触发器的时，称为触发器的0 0状态1 01 01 10 00 00 01 11 11 1置置1 11 11 10 01 1S S称为置称为置1 1输入端输入端低电平有效低电平有效____Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1置置0 00 00 00 01 1触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，（（2 2〕逻辑功能〕逻辑功能当当Q=1Q=1，， =0 =0时，称为触发器的时，称为触发器的1 1状态。

状态当当 =1 =1，，Q=0Q=0时，称为触发器的时，称为触发器的0 0状态1 01 0置置1 11 11 10 01 11 11 11 11 11 10 0___0 00 0_1 11 10 00 0 Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1置置0 00 00 00 01 1触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，（（2 2〕逻辑功能〕逻辑功能当当Q=1Q=1，， =0 =0时，称为触发器的时，称为触发器的1 1状态当当 =1 =1，，Q=0Q=0时，称为触发器的时，称为触发器的0 0状态1 01 0置置1 11 11 10 01 11 11 11 11 11 10 0___0 0_1 11 10 00 01 10 0 1 1坚持坚持Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1置置0 00 00 00 01 1触发器有两个互补的输出端，触发器有两个互补的输出端，（（2 2〕逻辑功能〕逻辑功能当当Q=1Q=1，， =0 =0时，称为触发器的时，称为触发器的1 1状态。

状态当当 =1 =1，，Q=0Q=0时，称为触发器的时，称为触发器的0 0状态1 01 0置置1 11 11 10 01 11 11 10 00 01 11 11 11 10 00 01 11 1坚持坚持0 00 0不定不定××××____用与非门组成的基本用与非门组成的基本RSRS触发器不允许触发器不允许R R、、S S端同时输入端同时输入0 0Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1置置0 00 00 00 01 11 01 0置置1 11 11 10 01 11 11 10 00 01 11 1坚持坚持0 00 0不定不定××××0 01 1（（3 3〕特性方程〕特性方程（约束条件）（约束条件）__Qn+1RSQn00 01 11 100 1011100__以上是由与非门构成的基本RS触发器, 也可以用或非门构成的基本RS触发器,同学们下课后自己分析它们的功能Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1置置0 00 00 00 01 11 01 0置置1 11 11 10 01 11 11 10 00 01 11 1坚持坚持0 00 0不定不定××××0 01 1__R SR S 0 1 0 11 01 01 11 10 00 0不定不定置置0 0置置1 1功能功能坚持坚持功能表功能表__R SR S 0 1 0 11 01 01 11 10 00 0坚持坚持置置1 1置置0 0功能功能不定不定功能表功能表与S端相同（（4 4〕波形分析〕波形分析例：例： 在用与非门组成的基本在用与非门组成的基本RSRS触发器中，设初始状态触发器中，设初始状态为为0 0，已，已知输入知输入R R、、S S的波形图，画出两输出端的波形图。

的波形图，画出两输出端的波形图00001111111111111111（（5 5〕基本〕基本RSRS触发器的动作特点触发器的动作特点R R、、S S直接控制输出，故称直接控制输出，故称R R端为直接复位端，端为直接复位端，S S为直为直接置接置1 1端端由于由于RSRS直接控制输出，若有干扰信号，则会直接影直接控制输出，若有干扰信号，则会直接影响输出 给给触触发发器器加加一一个个时时钟钟控控制制端端CPCP，，只只有有在在CPCP＝＝1 1时时，，触触发发器器的的状状态态才才能能改改变变这种触发器称为同步触发器这种触发器称为同步触发器 1 1．同步．同步RSRS触发器的电路结构触发器的电路结构二、同步二、同步RSRS触发器触发器2 2．逻辑功能．逻辑功能当当CPCP＝＝0 0时，控制门时，控制门G3G3、、G4G4输出均为输出均为1 1，，当当CPCP＝＝1 1时，时，G3G3、、G4G4打开，打开，同同步步RSRS触触发发器器的的状状态态转转换换分分别别由由R R、、S S和和CPCP控控制制，，其其中中，，R R、、S S控制状态转换的方向；控制状态转换的方向；CPCP控制状态转换的时刻。

控制状态转换的时刻Qn+1Qn+1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1 0 1 0 1输出状态输出状态同同S S状态状态1 11 10 01 1 1 0 1 0 1 0 1 0输出状态输出状态同同S S状态状态0 00 00 01 11 11 11 11 10 01 1××××不定不定0 00 00 00 0坚持坚持0 01 10 01 10 01 11 1触发器的状态保持不变触发器的状态保持不变1 1其输出状态由其输出状态由R R、、S S端的输入信号决定端的输入信号决定 3．同步触发器存在的问题——空翻 由由于于在在CP=1CP=1期期间间,G3,G3，，G4G4门门都都是是开开着着的的，，都都能能接接收收R R、、S S信信号号，，所所以以, ,如如果果在在CP=1CP=1期间期间R R、、S S发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转发生多次变化，则触发器的状态也可能发生多次翻转 在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。

在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻 有 效翻转 空翻4 4、同步、同步RSRS触发器的动作特点触发器的动作特点CP = 1 CP = 1 输出受输出受R R、、S S控制控制CP = 0 CP = 0 输出维持原态，不受输出维持原态，不受R R、、S S控制控制11000100100111001110RS 5、波形分析例： 已知输入R、S的波形图，画出两输出端的波形图,触发器初始值为0CP不定根本根本钟控钟控由两级同步由两级同步RSRS触发器触发器串联组成串联组成G1G1～～G4G4组成从触发器，组成从触发器，G5G5～～G8G8组成主触发器组成主触发器CP CP 与与CP’CP’互补，使两互补，使两个触发器工作在两个触发器工作在两个不同的时区内个不同的时区内1 1．电路结构．电路结构器&G1&&2触G&G发4G3Q从Q'Q&G &G&'触器主发CPQR&S57G'6GCP1G9CP1S1R C11S1R C1'CPG91RS三、主从三、主从RSRS触发器触发器2 2．工作原理．工作原理Qn+Qn+1 1R SR S功能功能QnQn功能表功能表 0 1 0 1 0 1 0 1输出状态输出状态同同S S状态状态1 11 10 01 1 1 0 1 0 1 0 1 0输出状态输出状态同同S S状态状态0 00 00 01 11 11 11 11 10 01 1××××不定不定0 00 00 00 0坚持坚持0 01 10 01 1主从触发器的触发翻转分为两个节拍：主从触发器的触发翻转分为两个节拍： （（1 1〕当〕当CPCP＝＝1 1时，时，CP’CP’＝＝0 0，，””从从““坚持。

坚持主主〞〞工作，接收工作，接收R R和和S S端的输入信号端的输入信号2 2〕当〕当CP CP 时，即时，即CP=0CP=0、、CP ’CP ’＝＝1 1 ” ”主主““坚持，不再接收坚持，不再接收R R、、S S信号；信号； ””从从〞〞工作，接收主触发器输出端的状态工作，接收主触发器输出端的状态 0 01 13 3、主从触发器的特点：、主从触发器的特点：（（1 1〕〕触触发发器器的的翻翻转转发发生生在在CPCP脉脉冲冲的的下下降降沿沿，，输输出出有有CPCP脉冲前一瞬间的脉冲前一瞬间的R R、、S S值确定2 2〕〕从从根根本本上上解解决决了了直直接接控控制制作作用用，，提提高高了了抗抗干干扰能力 主从主从RS RS 触触发器的符号：发器的符号： CP1S┌C1┌1R 4、波形分析例： 已知输入R、S的波形图，画出两输出端的波形图,触发器初始值为0主从主从根本根本钟控钟控11000100100111001110RSCP不定CP123456SRRS1 1．电路结构．电路结构置置0 0维维持持线线置置1 1维维持持线线0 0阻阻塞塞线线1 1阻阻塞塞线线在钟控RS触发器的基础上加了维持——阻塞线四、维持阻塞四、维持阻塞RSRS触发器触发器CP123456SRRS置置0 0维维持持线线1 1阻阻塞塞线线2 2．工作原理．工作原理1〕CP=0: 输出维持原态，但R、S可以变化2〕CP由0到1① 假设 R=0 S=1那么：R=1 S=00101正跳变后：G4＝111G3＝001Q＝110Q＝00置0维持线保证了R始终为1不受R的影响。

01阻塞线的存在保证了G4始终为1不受S的影响CP=1期间 始终有： Q＝0Q＝1输出信号的变化发生在CP脉冲的正跳变沿，输出由跳变前瞬间的RS确定R’S’CP123456SRRS置置1 1维维持持线线0 0阻阻塞塞线线2 2．工作原理．工作原理② 假设 R=1 S=0那么：R=0 S=11010正跳变后：G3＝100G4＝010Q＝011Q＝10置1维持线保证了S始终为1不受S的影响10阻塞线的存在保证了G3始终为1不受R的影响CP=1期间 始终有：Q＝1 Q＝0输出信号的变化发生在CP脉冲的正跳变沿，输出由跳变前瞬间的RS确定2 2．工作原理．工作原理分析后我们也可以得到，当RS＝00时，输出维持原态3 3、维持阻塞、维持阻塞 触发器的特点：触发器的特点：维持阻塞维持阻塞RS RS 触触发器的符号：发器的符号： CP1S┌C1┌1R输出信号的变化发生在CP脉冲的正跳变沿，输出由跳变前瞬间的RS确定 4、波形分析例： 已知输入R、S的波形图，画出两输出端的波形图,触发器初始值为0维持阻塞维持阻塞主从主从根本根本钟控钟控11000100100111001110RSCP不定小结小结1、RS触发器逻辑功能R SR S 0 1 0 11 01 01 11 10 00 0坚持坚持置置1 1置置0 0Qn+1Qn+1不定不定功能表功能表（约束条件）（约束条件）特性方程特性方程2、不同结构触发器的特点根本：钟控：主从：维持阻塞：输出随时受输入影响CP=0 坚持CP负跳变 ，输出的变化，由负跳变前瞬间的输入确定输出值CP=1 输出受输入影响维持阻塞属于边沿触发器CP正跳变 ，输出发生变化，由负跳变前瞬间的输入确定输出值边沿触发器还有：①延时〔负跳变触发）② CMOS传输门〔正跳变触发）注：CPQ1Q11S1RC11S’1RC1CP1RS主从触发器的输出信号虽是的CP脉冲的下降沿发生变化，但它不是边沿触发器。

在CP脉冲的下降沿的前一瞬间，若输入信号R、S相异，则输出就由R、S直接确定；若同时为0，则要进一步分析CP＝1期间的RS信号CPQ1(1S’)SRQ5.3 触发器的逻辑功能及描述方式一、一、RSRS触发器触发器1、功能表R SR S 0 1 0 11 01 01 11 10 00 0坚持坚持置置1 1置置0 0QnQn＋＋1 1不定不定2、特性方程（约束条件）（约束条件）3、状态转换图 状态图是反映触发器的状态转换与输入信号取值之间关系的几何图形，是描述触发器逻辑功能的另一种方法 图中圆圈内的数字表示触发器的状态，箭头表示触发器状态的转换方向，箭头旁边标注的是实现相应转换的输入信号取值，×表示任意取值 01S = 1 R＝0S = 0R =×R = 0S =×R = 1 S＝0二、二、JKJK触发器触发器主从主从RSRS触发器的缺点：触发器的缺点：使用时有约束条件使用时有约束条件 RS=0 RS=01 1．主从．主从JKJK触发器电路结构触发器电路结构 为为此此，，将将触触发发器器的的两两个个互互补补的的输输出出端端信信号号通通过过两两根根反反馈馈线线分分别别引引到到输输入入端端的的G7G7、、G8G8门门，，这这样样，，就就构构成成了了JKJK触发器。

触发器器Q9发触&&主Q2G3从G触Q1'G器Q发'1GGG&G5&4&&6GCP8G&7R&SKJ2 2．工作原理．工作原理Qn+Qn+1 1J KJ K功能功能QnQnJKJK触发器触发器功能表功能表 0 1 0 1 0 1 0 1输出状态输出状态同同J J状态状态0 00 00 01 1 1 0 1 0 1 0 1 0输出状态输出状态同同J J状态状态1 11 10 01 11 11 11 11 10 01 11 10 00 00 00 00 0坚持坚持0 01 10 01 1Qn=QnQn=Qn1 11 10 01 10 01 11 10 01 10 01 10 01 11 10 01 11 10 0CP1K┌Q┌1JQC13 3．．JKJK触发器逻辑功能的几种表示方法触发器逻辑功能的几种表示方法(1 (1〕功能表：〕功能表：（（2 2〕特性方程：〕特性方程：卡诺图卡诺图K JK J 0 1 0 11 01 01 11 10 00 0坚持坚持置置1 1置置0 0Qn＋＋1取反取反01J = 1 K＝×J = 0K =×K = 0J =×K = 1 J＝×（（3 3〕状态转换图：〕状态转换图：Qn+Qn+1 1J KJ KQnQn 0 1 0 1 0 1 0 10 00 00 01 1 1 0 1 0 1 0 1 01 11 10 01 11 11 11 11 10 01 11 10 00 00 00 00 00 01 10 01 1*4*4．主从．主从JKJK触发器的主触发器一次翻转现象触发器的主触发器一次翻转现象CPQ’JKQ0011010011100011111010101101001011010CPQ’JKQ1、CP=1期间若J、K没有变，则输出按特性方程分析。

2、CP=1期间若J、K发生变化，则输出不可按特性方程分析此时，输出波形按下面的规律分析：1〕CP=1期间，没有出现J、K同时为1的情况CP负跳变前，找到最后J、K相异，输出与J相同2〕CP=1期间，出现J、K同时为1的情况找到第一个J、K同时为1的位置，再找到之前的最后J、K相异，输出与K相同4*4．主从．主从JKJK触发器输出波形分析触发器输出波形分析三、三、T T与与T’T’触发器触发器1 1．．T T触发器触发器1) 1) 电路结构电路结构将将JKJK触发器的的触发器的的JKJK端连接在一起端连接在一起2) 2) 特性方程特性方程即：即：J=K=TJ=K=T=T=T⊕ ⊕QnQn3) 3) 功能表功能表T Q nT Q nQ nQ n＋＋1 10 00 00 01 10 01 11 11 10 01 11 10 0T TQ nQ n＋＋1 10 01 1Q nQ nQ nQ n4) 4) 状态转换图状态转换图01T = 1T = 0T = 0T = 12 2．．T’T’触发器触发器1) 1) 电路结构电路结构2) 2) 特性方程特性方程T=1T=1=T=T⊕ ⊕QnQn=1=1⊕ ⊕QnQn=Qn=Qn CP0t 1234. Q0t 四、四、D D触发器触发器1 1、、 电路结构电路结构2) 2) 特性方程特性方程=D(1+Qn)=D(1+Qn)3) 3) 功能表功能表D DQ nQ n＋＋1 10 01 11 1OO4) 4) 状态转换图状态转换图01D = 1D = 0D = 1D = 0S=D R=DS=D R=D=D=D例例 已知维持已知维持——阻塞阻塞D D触发器的输入波形，画出输出波形图触发器的输入波形，画出输出波形图DCP12345五、五、 触发器的异步复位、置位端触发器的异步复位、置位端异步置位端，也可称为直接置“1〞端，用Sd表示，异步复位端，也可称为直接置“0〞端，用Rd表示。

异步置位端与异步复位端的作用优先于输入控制端， 即Rd或Sd起作用时，触发器的功能失效，状态由Rd和Sd决定 1DC1RSRdCPDSd1234567CPRdSdDQ(b)(a)例：电路如图，已知例：电路如图，已知D触发器为正边沿翻转的边沿触发器，触发器为正边沿翻转的边沿触发器，JK触发触发器为负边沿翻转的边沿触发器试画出器为负边沿翻转的边沿触发器试画出 Q 端的波形，设触发器的初端的波形，设触发器的初态为态为Q=0 CP0t Qa0t1234. Qb0t Qc0t Qd0tCPCP本章小结本章小结1 1．．触触发发器器有有两两个个基基本本性性质质：：（（1 1〕〕在在一一定定条条件件下下，，触触发发器器可可维维持持在在两两种种稳稳定定状状态态〔〔0 0或或1 1状状态态〕〕之之一一而而保保持持不不变变；；（（2 2〕〕在在一一定定的的外外加加信信号号作作用用下下，，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态2 2．．描描写写触触发发器器逻逻辑辑功功能能的的方方法法主主要要有有特特性性表表、、特特性性方方程程、、驱驱动动表表、、状状态态转转换图和波形图换图和波形图( (又称时序图又称时序图) )等。

等3 3．按照结构不同，触发器可分为：．按照结构不同，触发器可分为： (1) (1) 基本基本RSRS触发器，为电平触发方式触发器，为电平触发方式 (2) (2) 同步触发器，为脉冲触发方式同步触发器，为脉冲触发方式 (3) (3) 主从触发器，为脉冲触发方式主从触发器，为脉冲触发方式 (4) (4) 边沿触发器，为边沿触发方式边沿触发器，为边沿触发方式4 4．根据逻辑功能的不同，触发器可分为：．根据逻辑功能的不同，触发器可分为： (1) RS (1) RS触发器触发器 (2) JK (2) JK触发器触发器 (3) D (3) D触发器触发器 (4) T (4) T触发器触发器 （（T’T’触发器触发器 ）） 5 5．．同同一一电电路路结结构构的的触触发发器器可可以以做做成成不不同同的的逻逻辑辑功功能能；；同同一一逻逻辑辑功功能能的的触触发发器可以用不同的电路结构来实现器可以用不同的电路结构来实现。