电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_21触发器和时序逻辑电路_1

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电工学(第七版上册)秦曾煌主编ppt课件

A
B
(2)用正负极性： A +
U
B
(3)用双下标： A
UAB
B
参考方向
+U
–
+ 实际方向
U >0
参考方向
+U
–
实际方向 +
U <0
3.电位：电路中为分析的方便，常在电路中选某
一点为参考点，任一点到参考点的电压称为该点的电位。
用表示，单位与电压相同，也是V(伏)。
.
16
4.关联参考方向 i
+
1. 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示：如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
.
11
2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另一点电场力做功的大小，如图所示。用数学式表示，即为
定义电压示意图
.
21
1.3 电功率和能量一：电功率
单位时间做功大小称作功率，或者说做功的速率称为功率。在电路问题中涉及的电功率即是电场力做功的速率，以符号p(t)表示。功率的数学定义式可写为 :
p(t) dw(t) dt
式中dw为dt时间内电场力所做的功。功率的单位为瓦(W)。 1瓦功率就是每秒做功 1 焦耳，即1W = 1J/s 。
.
23
由 u dw 得 dw udq dq
再由 i dq 得 dt dq
dt
i
根据功率定义 p(t) = dw/dt, 得
P(t)=ui
根据功率的定义知道功率是能量对时间的导数，反过来能量是功率对时间的积分。

电工学第七版上册秦曾煌

20
)2
R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1 N1Φm
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电磁转矩公式
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
由公式可知
1.
T
与定子每相绕组电压
U
2 1
成正比。U
1
T
2. R2 的大小对 T 有影响。绕线型异步电动机可外
接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 通常, f2 = 0.5 ~ 4.5Hz (f1 = 50Hz)
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 E2 最大
(2) Tst与 R2 有关，适当使
R2 Tst 。对绕线式型
电机改变转子附加电阻
R´2 , 可使Tst =Tmax 。
n0 n
O
T
Tst
Tst体现了电动机带
载起动的能力。
若 Tst > T2电机能起动，否则不能起动。
起动能力 st
Tst TN
一般st 1 ~ 1.2
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例1：一台三相异步电动机，其额定转速
n = 975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速

电工学(第七版)上册秦曾煌第一章ppt课件

(3) 根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正值，则实际方向与假设方向一致；若计算结果为负值，则实际方向与假设方向相反。
.
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例: 电路如图所示。
I = 0.28A I = – 0.28A
电动势为E =3V
+
方向由负极指向正极； E
3V
电压U的参考方向与实际方
向相同, U = 2.8V, 方向由
电动势 E
单位
A、 kA、 mA、 μA V、 kV、 mV、 μV
电压 U V、 kV、 mV、 μV
实际正方向正电荷移动的方向
电源驱动正电荷的方向
(低电位 - 高电位 ) 电位降落的方向
(高电位 - 低电位 )
.
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物理量正方向的表示方法
I
a
灯
U
R
池
泡 R0
导线
手电筒电路
干电池导线灯泡手电筒的电路模型
电源或信号源的电压或电流称为激励，它推动电
路工作；由激励所产生的电压和电流称为响应。
电路分析是在已知电路结构和参数的条件下，讨
论激励与响应的关系。
.
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1.3 电压和电流的参考方向
电流
电路中的物理量电压
电功率和额定值的意义; 4. 会计算电路中各点的电位。
.
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1.1 电路的作用与组成部分
电路是电流的通路，是为了某种需要由电工设备
或电路元件按一定方式组合而成。
1. 电路的作用 (1) 实现电能的传输、分配与转换
发电机

电工学下第七版秦曾煌版触发器和时序逻辑电路

21章触发器和时序逻辑电路21.1双稳态触发器21.2寄存器21.3计数器21.4时序逻辑电路的分析*21.5 555定时器及其应用21.6 应用举例第21章触发器和时序逻辑电路本章要求1. 掌握R－S、J－K、D触发器的逻辑功能及不同结构触发器的动作特点。

2. 掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑电路。

3. 学会使用本章所介绍的各种集成电路。

4. 了解集成定时器及由它组成的单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理。

电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且与电路原来的状态有关，当输入信号消失后，电路状态仍维持不变。

这种具有存贮记忆功能的电路称为时序逻辑电路。

时序逻辑电路的特点：下面介绍双稳态触发器，它是构成时序电路的基本逻辑单元。

21.1双稳态触发器21.1.1 R－S 触发器21.1.2 主从J－K 触发器21.1.3 维持阻塞D 触发器21.1.4 触发器逻辑功能转换21.1双稳态触发器双稳态触发器：是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存一位二进制码。

特点：1、有两个稳定状态“0‖态和“1‖态；2、能根据输入信号将触发器置成“0‖或“1‖态；3、输入信号消失后，被置成的“0‖或“1‖态能保存下来，即具有记忆功能。

21.1.1 R －S 触发器两互补输出端1. 基本R －S 触发器两输入端&QQ.G1&.G2S D R D正常情况下，两输出端的状态保持相反。

通常以Q 端的逻辑电平表示触发器的状态，即Q =1，Q =0时，称为“1‖态；反之为“0‖态。

反馈线触发器输出与输入的逻辑关系1001设触发器原态为“1‖态。

0‖态(1) S D =1，R D = 0110QQ.G1&.&G2S DR D设原态为“0‖态1001110触发器保持“0‖态不变复位0结论: 不论触发器原来为何种状态，当S D =1，R D =0时，将使触发器置“0‖或称为复位。

电工学秦曾煌第七版第三章

RCduc dt
uc
E
uc()E RC
i() E L
R
R
i(t)
E R
(I0
E) R
t
e
3-35
R-L电路的响应
t=0
t=0
+ E
-
R+ i
L-
R i
L
零输入响应
零状态响应
3-36
§3.4 一阶线性电路暂态分析的三要素法
K
由经典法推导的结果： +
uC(t)uC 'uC" _ E
R
i
C
3-24
微分方程的全部解
uC(t)uC'u"C
t
uC()[uC(0)uC()]e RC
t
E(U0E)e RC
3-25
定义： 1 RC
P
称为时间常数单位
R: 欧姆 C：法拉
：秒
的物理意义: 它决定电路暂态过程变化的
快慢。越大，电路达到稳态所需要的时间越
长。通常 t = 5 时，就可认为电路的过渡过程
u C ( 0 ) u C ( ) A 0 E e A 0 U e 0
故： A u C (0 ) u C ( ) U 0 E
3-23
微分方程的通解
A u C (0 ) u C ( ) U 0 E
P 1 RC
u"C(t) AePt [uC(0)uC()]et RC
t
(U0 E)e RC
3 K R1 1k
12
i
R3
+
E1 3V _
1k
+ E2
2k 3μ R2 C

电工学秦曾煌第七 PPT课件

t
3-33
第33页/共57页
uC (t) E (U 0 E)e t RC U 0 e t RC (E Ee t RC )
暂态电路的叠加定理:
全响应=稳态分量+暂态分量全响应=零输入响应+零状态响应
前者：由电路因果关系来看后者：由电路的变化规律来看
3-34
第34页/共57页
R-L电路的全响应
一阶电路暂态过程的求解方法
1. 经典法: 用数学方法求解微分方程。
2. 三要素法: 求初始值、稳态值、时间常数。 ……………... 3-18 第18页/共57页
* 经典法
K
R
+
_E
C
例
i
一阶常系数线性微分方程
uC
RC
duC dt
uC
E
由数学分析知此种微分方程的解由两部分组成：
u' 方程的特解 C
R
t=0
+
E
C
_
uC
E
uC
RC
duC dt
uC
E
uC (0 ) U0 0
uC
(t
)
E
(U0
E
t
)e
RC
t uC (t) E Ee t RC
3-32
第32页/共57页
R-C电路的全响应
K
R
t=0
+
E
C
_
uC
RC
duC dt
uC
E
uC
E
U0
uC (0 ) U 0
uC (t) E (U 0 E)e t RC (E Ee t RC ) U 0 e t RC

2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件

29
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位，实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机运行状态和电网要求，输出相应的控制信号；励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能的装置。在电路中，电源提供电能，驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端的电子元件。在电路中，负载消耗电能，将电能转换为其他形式的能量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提高测量精度，需要使用精密电压互感器等。

电工学电子技术( 第七版秦增煌)课件共16页

干扰、噪声、漂移、非线性
模拟电子技术
数字电子技术
被测
传感器
模拟信号处理
模数数字转换接口
微
控
对象
伺服机构
功率放大
数模转换
数字接口
机
电机
计算机检测控制系统原理框图
绪课程的目的、任务和学习方法
论
••• ••
《试理按电课解要工）基求学本参概加》念实课、验程基是本必培理修养论课良和（好分学的析校实方规验法定素为质考大学注学用重工结实科合践各，技专举能业一的的反培技三养术，基融础会课贯通
• 1892年马可尼和波波夫分别进行了无线电通讯实验
• 1883年爱迪生发现电子的热效应及1904年佛莱明制成了电子二极管
• 1906年德福雷斯发明了电子三极管 • 1948年美国贝尔实验室发明了晶体三极管 • 1958子技术的发展概况
论 • 现状:
• 容量大型化
绪
论•••••
•
工械机加束测力交电地第…、业工加、械量通子促二采…—电长汽广••••金生矿、工流加与与技进次—镀度车播农医军国属产、超等量工控通术了工电、、与、业疗事防冷中冶动声、…工制讯的社业电速火电加电金机波照…艺发会革焊度车视工力、加度展生命机、、、、机轧…………工和和产对—械械电温飞电钢…………、色机—广力社的、炉度机影床动电度电泛的会锻冶、、及等力造子等加应提生金时轮电设和束…工用高产、间船话备铸和…技极力电、……造离术大的蚀压……机子
•
器件小型化
•
设计自动化
电子计算机的发展概况绪论
• 1943年英国制造了一台电子计算机

电工学第七版上册秦曾煌主编

( 2 ) 当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；
u(t)C 1tidξC 1t0idξC 1tt0idξ
u(t0)C 1tt0idξ
电容元件VCR
的积分关系
（1）电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件；
（2）式中u(t0)称为电容电压的初始值，反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态
电容的功率和储能：
puiuCdu dt
u、 i 取关联参
考方向
(1)当电容充电， u>0，d u/d t>0，则i>0， (2) q ， p>0, 电容吸收功率。 (2)当电容放电，u>0，d u/d t<0，则i<0， (3) q ，p<0, 电容发出功率.
从以上可以看出：
电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，
负载：用电设备
二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件：
具有某种确定的电磁性质的假想元件；
其u、i关系可用数学式子表示（建模）。
几种基本的电路元件：电源元件电阻元件电感元件电容元件
2. 电路模型：
由理想电路元件互相连接的电路（而不是实际的电路)。
本教材的主要内容是介绍电路理论的入门知识并为后续课程打下基础，主要是计算电路中器件的端子电流和端子间的电压，一般不涉及器件内部发生的物理过程。
（1）电容的储能只与当时的电压值有关，电容电压不能跃变，反映了储能不能跃变；
（2）电容储存的能量一定大于或等于零。
1.7 电感元件
❖ 在工程中广泛使用导线绕制的线圈,如电子电路中常用的空心或带有铁粉心的高频线圈,电磁铁或变压器中含有在铁心上绕制的线圈等,当一个线圈通以电流后产生的磁场随时间变化时, 在线圈中就产生感应电压。

2024版电工学(第七版上册)秦曾煌主编PPT课件

根据磁化曲线的不同特点，铁磁性物质可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料等。
26
铁心线圈电路模型和分析方法
铁心线圈电路模型
将铁心线圈等效为一个电阻和一个电感的串联电路，其中电阻表示线圈的铜损，电感表示线圈的磁损。
铁心线圈电路的特点
由于铁心的存在，铁心线圈电路具有非线性、饱和性和磁滞性等特点，使得电路的分析和计算变得复杂。
2024/1/28
无功功率
比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。
视在功率
在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
4
第七版上册内容结构
第七版上册主要包括电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、动态电路的时域分析、正弦稳态电路的分析、含有耦合电感的电路分析、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱分析等内容。
本册内容在编排上注重系统性、连贯性和实用性，通过大量的例题和习题帮助学生巩固所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。
在并联电路中，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和，即 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，同时电压相等，电流分配与电阻成反比。
13
电源等效变换方法
电压源等效变换
将电压源转换为等效的电流源，使得二者在外部电路中具有相同的电压和电流表现。具体方法是通过计算电压源的内阻和开路电压，得到等效电流源的电流和内阻。

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CP Q=S Q=R
S R Qn+1 0 0 Qn 01 0 10 1 1 1 不定
克服办法：采用 JK 触发器或 D 触发器
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21.1.2 JK触发器 1.电路结构
从触发器
反馈线
主触发器
S JQ R KQ
Q
Q
Q
Q
从触发器
SCR
SD
CP
RD
Q
Q
主触发器
CP 下降沿时( ) 触发器翻转。
CP 低电平时J、K 不
起作用。
要求CP高电平期间
J、K状态保持不变。
Q
Q
Q
Q
从触发器
SCR
SD Q
RD
Q
1
主触发器
S C R
1
0
J
K
1 CP
0
0
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分析JK触发器的逻辑功能
(1)J=1, K=1 设触发器
原态为“0” 态
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Q 2. 可控 RS 触发器
基本RS触发器导引电路
& G1 SD
& G3
Q
& G2 RD
& G4
S
时钟脉冲
CP
R
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SD，RD 用于预置触发器的初始状态，
工作过程中应处于高电平，对电路工作状态无影响。
Q & G1
Q & G2
当CP=0时
1SD 1
被封锁
R，S 输入状态
& G3
不起作用。
触发器状态不变
S
1 RD1 & G4
0 CP
被封锁
R
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当 CP = 1 时
Q
Q
触发器状态由R，S 输入状态决定。
& G1
& G2
触发器的翻转
时刻受C 控制
1 SD
RD 1
( CP高电平时打开翻转), 而触发器的状态由R, S的状态决定。
例：JK 触发器工作波形
根据 C 下降沿前 J、K 的状态，确定下降沿后 1 1 下降沿触发翻转
K 0 1101
Q
保持翻转置0 置1 翻转
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74LS112双JK触发器
UCC 1R 2R 2CP 2K 2J 2S 2Q
16 15 14 13 12 11 10 9 74LS112
0
1
触发器置“0” (3) S =1, R= 0 触发器置“1”
& G1 1 SD 1
& G3
& G2 0 RD 1
& G4
S0
1 CP
R1
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Q=0 1 Q (4) S =1, R= 1
若先翻
当时钟由 1变 0 后触发器状态不定
& G1
1 1 SD 01
& G3
Q 1 Q=1
1 23 4 5 6 78
1CP 1K 1J 1S 1Q 1Q 2Q GND
74LS112引脚图
每个芯片内有两个独立的JK触发器
CP下降沿( ) 触发器翻转
JK触发器逻辑符号
Q
Q
SD J CP K RD
每个JK 有各自的置 0 端(清零端)和置 1 端 (预置端) , 低电平有效。
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设原态为“1” 态
当 SD=1， RD=1时，
触发器保持原来的状态，即触发器具有保持、记忆功能。
触发器保持 “1”态不变
1Q
Q 0
1
0
& G1 0
SD1
& G2 1
RD 1
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(4) SD=0，RD = 0
当信号SD=RD=0 同时变为1时, 由于与非门的翻转时间不可能完全相同，触发器状态可能是 1 态，也可能是 0 态，不能根据输入信号确定。
Q
主触发器
1
S0
1R
0 0 10 1 1
J
CP
1
K
0
0
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(3) J=1，K=0 设触发器原态为“0”态
翻转为“1”态设触发器原态为“1”态
为“？”态
Q0
Q1
1
0
Q
Q
从触发器
S
R
SD 1 CP 0 RD 10
Q
Q
主触发器
1
S1
0R
1 1 10 0 0
S C R
互补时钟控制主、从触发器不能同时翻转
1
JK CP
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2. 工作原理
1
CP 0 从触发器封锁
从触发器状态保持不变。
主触发器打开
主触发器状态由J、K决定，接收信号并暂存。
Q
Q
Q
Q
从触发器
SCR
SD
RD
Q
Q
主触发器
S C R
1
1
J CP
J K Qn Qn+1
0 0 Qn 01 0
00
0 1
0 1
Qn
10 1 CP高电平时触发器
0 1 0 00 10
接收信号并暂存。
CP下降沿时( )触发器翻转。
CP 低电平时J、K
01 1 0 1 11
11
0 1
1 0 Qn
不起作用。
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JK触发器状态表
J
K
Qn+1
3. 学会使用本章所介绍的各种集成电路; 4. 了解集成定时器及由它组成的单稳态触发器和多
谐振荡器的工作原理。
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时序逻辑电路的特点：电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，
而且与电路原来的状态有关，当输入信号消失后，电路状态仍维持不变。这种具有存贮记忆功能的电路称为时序逻辑电路。
翻转为“1”态
状态不变
Q
0 1
Q
1 0
Q
Q
从触发器
SCR
状态不变
主从状态一致
SD 1
Q
0 RD 10
Q
主触发器
S1 C 0 R
1
1 1 10 1 0
0
1
J
K
C0 PCP
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(1) J=1, K=1 设触发器原态为“1”态
为“？”状态
J=1, K=1时，每来一个时钟脉冲，状态翻转一次，即具有计数功能。
下面介绍双稳态触发器，它是构成时序电路的基本逻辑单元。
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21.1 双稳态触发器
双稳态触发器：是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存
一位二进制码。特点：
1. 有两个稳定状态 0 态和 1 态； 2. 能根据输入信号将触发器置成 0 或 1 态； 3. 输入信号消失后，被置成的 0 或 1 态能保存下来，即具有记忆功能。
Q1 0
Q
0 1
Q
Q
从触发器
S
R
SD 0 CP 1 RD
Q
Q
01
主触发器
1
S
R
0
J
CP
1
K
1
0
0
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(2) J=0，K=1 设触发器原态为“1”态
翻转为“0”态设触发器原态为“0”态
为“？”态
Q1
Q0
0
1
Q
Q
从触发器
S
R
SD 0 CP 1 RD 10
Q
J 1 CP K
0
0
章目录上一页下一页返回退出
(4) J=0，K=0
设触发器原态为“0”态
Q0
Q1
Q
Q
从触发器
S
R
保持原态
保持原态
保持原态
SD
CP
RD
Q
Q
主触发器
1
S0
0R
10
00
J 1CP K
0
0
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结论：
S JQn R KQn
CP高电平时主触
0
K
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1
C0
0
从触发器打开
从触发器的状态
取决于主触发器，并保持主、从状态一致，因此称之为主从触发器。
主触发器封锁状态保持不变
Q
Q
Q
Q
从触发器
SCR
SD Q
RD Q
1
主触发器
S C R
1
0
J
K
1 CP
0
0
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动作特点：
CP 高电平时触发器接收信号并暂存。
发器状态由J、K决
定，从触发器状态不变。
CP下降沿( )触发器翻转(主、从触发器状态一致）。
Q0
Q1
Q
Q
从触发器
S
R
SD
CP
RD
Q
Q
主触发器
1