05第五章触发器课件
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第五章触发器ppt课件
入 信 号 之 后 所
10
次态Qn+1的卡诺图
S Qn
R
00 01 11 10
0× × 0
0
11 1 1 0
特性方程
Qn1 (S ) S RQn
R S 1
约束条件
触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1 与输入及现态Qn之间的逻辑关系式
11
波形图
反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图
跳变
27
存在问题：时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现 象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻 转一次以上。
C 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
28
1、电路结构
Q
& RD
&
D触发器
Q
& SD
&
2、功能表
CP D Q n+1 1 00
5.1 概述
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。
1
触发器的基本概念
1.触发器有两个互补输出端：Q 、 Q 2.有两个稳定的状态：0状态和1状态； 3.在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态； 4.具有记忆（存储）功能，当输入信号消失后，所置成的
CLK S R Q Q *
X X X X Qn
0 00 0
0 01 1
1 00 1
10
次态Qn+1的卡诺图
S Qn
R
00 01 11 10
0× × 0
0
11 1 1 0
特性方程
Qn1 (S ) S RQn
R S 1
约束条件
触发器的特性方程就是触发器次态Qn+1 与输入及现态Qn之间的逻辑关系式
11
波形图
反映触发器输入信号取值和状态之间对应关系的图形称为波形图
跳变
27
存在问题：时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现 象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻 转一次以上。
C 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
28
1、电路结构
Q
& RD
&
D触发器
Q
& SD
&
2、功能表
CP D Q n+1 1 00
5.1 概述
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。
1
触发器的基本概念
1.触发器有两个互补输出端：Q 、 Q 2.有两个稳定的状态：0状态和1状态； 3.在不同的输入情况下，它可以被置成0状态或1状态； 4.具有记忆（存储）功能，当输入信号消失后，所置成的
CLK S R Q Q *
X X X X Qn
0 00 0
0 01 1
1 00 1
第五章 触发器ppt课件
Q0 1
& G1
1Q 0 &
G2
0 /R 1
1 /S 1
结论：输入/R和/S为01时,输出为“0”状态。
精品ppt
10
3、 输入R=1, S=0时 ①若原状态：Q=0 , /Q=1
次态输出：Q=1 , /Q=0
Q1 0
& G1
0Q 1 &
G2
1 /R 1
1 /S 0
精品ppt
11
② 若原状态：Q=1 , /Q=0 次态输出：Q=1 , /Q=0
改变。
Q
G1 &
R1
Q
基
本RS&源自G2触 发S1 器
G3 &
& G4
R
精品ppt
0
S
27
cp
真值表（CP=1时）
RS 00 01 10 11
Qn+1 功能说明
Qn
不变
1
置1
0
置0
d
不定
控制，使得多个触发器无法统一工作。
精品ppt
24
§2 钟控RS触发器（同步RS触发器）
触发器只有在同步信号到达时才按输入信号 改变状态。该同步信号叫做时钟脉冲（或时钟 信号），简称时钟，用cp表示。
受时钟信号控制的触发器称为钟控触发器。
精品ppt
25
一、电路结构
由G1、G2组成基本RS触发器,由G3、G4组成输 入控制电路。R为复位端，S为置位端。
Qn+1 = S + /R ·Qn /R + /S = 1 （约束条件）
精品ppt
17
3、 RS触发器状态图
数字电子技术基础(第五版)第五章触发器PPT课件
在时钟信号下降沿时刻，触发器 接收输入信号并改变状态。实现 方法是在主从触发器的基础上，
增加一个下降沿检测电路。
边沿触发器的特点
边沿触发器只在时钟信号的边沿 时刻改变状态，具有较高的抗干 扰能力和稳定性。同时，边沿触 发器可以实现多个触发器的级联
和同步操作。
06
集成触发器及其应用
集成触发器类型与特点
波形分析
在波形图中，可以观察到输入信号J、K以及输出信号Q、Q' 的波形变化。通过对比输入信号和输出信号的波形，可以验 证触发器的逻辑功能是否正确实现。
T触发器实现方法
T触发器定义
T触发器是一种特殊类型的触发器，其输入信号为T，输出信号为Q和Q'。当T=1时，触 发器翻转；当T=0时，触发器保持原状态不变。
和时钟信号CP接入芯片对应的引脚即可。
03
可编程逻辑器件实现
利用可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD等）实现D触发器的功能。通过
编程配置逻辑器件的内部逻辑单元，实现D触发器的逻辑功能。
04
JK触发器和T触发器
JK触发器电路结构
基本结构
由两个可控RS触发器构成，输入信号为J和K，输出信号为 Q和Q'。
功能表
列出输入信号S、R与输出信号Q、Q'之间关系的表格，用于描述触发器的逻辑功能。功能表中应包含所有可能的 输入组合及对应的输出状态。
03
同步RS触发器及D触发器
同步RS触发器电路结构
1 2 3
基本RS触发器
由两个与非门交叉耦合构成，具有置0、置1和保 持功能。
同步RS触发器
在基本RS触发器的基础上，引入时钟信号CP， 使得触发器的状态只在CP的上升沿或下降沿发生 改变。
增加一个下降沿检测电路。
边沿触发器的特点
边沿触发器只在时钟信号的边沿 时刻改变状态，具有较高的抗干 扰能力和稳定性。同时，边沿触 发器可以实现多个触发器的级联
和同步操作。
06
集成触发器及其应用
集成触发器类型与特点
波形分析
在波形图中，可以观察到输入信号J、K以及输出信号Q、Q' 的波形变化。通过对比输入信号和输出信号的波形，可以验 证触发器的逻辑功能是否正确实现。
T触发器实现方法
T触发器定义
T触发器是一种特殊类型的触发器，其输入信号为T，输出信号为Q和Q'。当T=1时，触 发器翻转；当T=0时，触发器保持原状态不变。
和时钟信号CP接入芯片对应的引脚即可。
03
可编程逻辑器件实现
利用可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD等）实现D触发器的功能。通过
编程配置逻辑器件的内部逻辑单元，实现D触发器的逻辑功能。
04
JK触发器和T触发器
JK触发器电路结构
基本结构
由两个可控RS触发器构成，输入信号为J和K，输出信号为 Q和Q'。
功能表
列出输入信号S、R与输出信号Q、Q'之间关系的表格，用于描述触发器的逻辑功能。功能表中应包含所有可能的 输入组合及对应的输出状态。
03
同步RS触发器及D触发器
同步RS触发器电路结构
1 2 3
基本RS触发器
由两个与非门交叉耦合构成，具有置0、置1和保 持功能。
同步RS触发器
在基本RS触发器的基础上，引入时钟信号CP， 使得触发器的状态只在CP的上升沿或下降沿发生 改变。
数电课件第五章锁存器和触发器
器和主从触发器等。
不同类型的触发器具有不同的工 作特性和应用场景，可以根据实 际需求选择合适的触发器类型。
03 锁存器和触发器的应用
在时序逻辑电路中的应用
存储数据
锁存器和触发器可以用于存储数 据，在时序逻辑电路中作为寄存 器使用，保存数据以便后续处理。
控制信号
锁存器和触发器可以用于控制信号 的传递，在时序逻辑电路中作为控 制门使用，根据输入信号的变化来 控制输出信号的输出。
数电课件第五章锁存器和触发器
目录
• 锁存器概述 • 触发器概述 • 锁存器和触发器的应用 • 锁存器和触发器的实例分析 • 总结与展望
01 锁存器概述
定义与特点
01
02
定义：锁存器是一种具 特点 有存储功能的电路，能 在特定条件下保存数据， 即使在电源关闭或电路 其他部分出现故障的情 况下也能保持数据的完 整性。
分析
通过仿真验证了74HC74的触发器功能，并对其工作原理有了更深入的理解。
05 总结与展望
锁存器和触发器的重要性和应用价值
锁存器和触发器是数字电路中的基本元件，在时序逻辑电路和组合逻辑 电路中有着广泛的应用。
锁存器能够存储二进制数据，在数字系统中起到数据存储和传输的作用； 触发器则能够记忆二进制数据的状态，常用于实现时序逻辑电路如计数 器和寄存器等。
03
04
05
具有记忆功能，能够保 存前一个状态；
在时钟信号的驱动下， 通常由逻辑门电路构成， 完成数据的存储和读取； 如与门、或门和非门等。
工作原理
在时钟信号的控制下，锁存器在数据输入端接收数据，并在数据输出端输出数据。
当时钟信号处于低电平状态时，锁存器处于关闭状态，无法接收新的数据输入。
不同类型的触发器具有不同的工 作特性和应用场景，可以根据实 际需求选择合适的触发器类型。
03 锁存器和触发器的应用
在时序逻辑电路中的应用
存储数据
锁存器和触发器可以用于存储数 据，在时序逻辑电路中作为寄存 器使用，保存数据以便后续处理。
控制信号
锁存器和触发器可以用于控制信号 的传递，在时序逻辑电路中作为控 制门使用，根据输入信号的变化来 控制输出信号的输出。
数电课件第五章锁存器和触发器
目录
• 锁存器概述 • 触发器概述 • 锁存器和触发器的应用 • 锁存器和触发器的实例分析 • 总结与展望
01 锁存器概述
定义与特点
01
02
定义：锁存器是一种具 特点 有存储功能的电路，能 在特定条件下保存数据， 即使在电源关闭或电路 其他部分出现故障的情 况下也能保持数据的完 整性。
分析
通过仿真验证了74HC74的触发器功能，并对其工作原理有了更深入的理解。
05 总结与展望
锁存器和触发器的重要性和应用价值
锁存器和触发器是数字电路中的基本元件，在时序逻辑电路和组合逻辑 电路中有着广泛的应用。
锁存器能够存储二进制数据，在数字系统中起到数据存储和传输的作用； 触发器则能够记忆二进制数据的状态，常用于实现时序逻辑电路如计数 器和寄存器等。
03
04
05
具有记忆功能，能够保 存前一个状态；
在时钟信号的驱动下， 通常由逻辑门电路构成， 完成数据的存储和读取； 如与门、或门和非门等。
工作原理
在时钟信号的控制下，锁存器在数据输入端接收数据，并在数据输出端输出数据。
当时钟信号处于低电平状态时，锁存器处于关闭状态，无法接收新的数据输入。
第5触发器精品PPT课件
5.2 同步触发器
1、同步RS触发器
Q
G1 &
S
G3 &
Q
& G2
R
& G4
Q
Q
Q
Q
S CP R
Q
Q
1S C1 1R
S CP R (a) 逻辑电路
S CP R (b) 曾用符号
S CP R (c) 国标符号
CP＝0时，R=S=1，触发器保持原来状态不变。
CP＝1时，工作情况与基本RS触发器相同。
第5章 集成触发器
CP
R
S
Qn
Qn+1
功能
0
×××
Qn
Q n1 Q n 保持
1
0
0
0
0
Q n1 Q n 保持
特1
0
0
1
1
性1
0
1
0
1
Q n1 1 置 1
表1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
Q n1 0 置 0
1
1
0
1
0
1
1
1
0 不用
1
1
1
1 不用
不允许
特性 方程
Qn1 S RQn
CP=1期间有效
RS 0
第5章 集成触发器
状态图
描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称/ ①当触发器处在0状态，即Qn=0时，若输入信号 RS＝01或 11，触发器仍为0状态；
若 RS＝10，触发器就会翻转成为1状态。
②当触发器处在1状态，即Qn=1时，若输入信号 RS＝10或 11，触发器仍为1状态； 若 RS＝01，触发器就会翻转成为0状态。
1、同步RS触发器
Q
G1 &
S
G3 &
Q
& G2
R
& G4
Q
Q
Q
Q
S CP R
Q
Q
1S C1 1R
S CP R (a) 逻辑电路
S CP R (b) 曾用符号
S CP R (c) 国标符号
CP＝0时，R=S=1，触发器保持原来状态不变。
CP＝1时，工作情况与基本RS触发器相同。
第5章 集成触发器
CP
R
S
Qn
Qn+1
功能
0
×××
Qn
Q n1 Q n 保持
1
0
0
0
0
Q n1 Q n 保持
特1
0
0
1
1
性1
0
1
0
1
Q n1 1 置 1
表1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
Q n1 0 置 0
1
1
0
1
0
1
1
1
0 不用
1
1
1
1 不用
不允许
特性 方程
Qn1 S RQn
CP=1期间有效
RS 0
第5章 集成触发器
状态图
描述触发器的状态转换关系及转换条件的图形称/ ①当触发器处在0状态，即Qn=0时，若输入信号 RS＝01或 11，触发器仍为0状态；
若 RS＝10，触发器就会翻转成为1状态。
②当触发器处在1状态，即Qn=1时，若输入信号 RS＝10或 11，触发器仍为1状态； 若 RS＝01，触发器就会翻转成为0状态。
触发器PPTPPT
主从JK触发器
已知CP、J、K的波形，试画出主从触发器Q和Q的电压波 形。设的初始状态为Q=0。
CP
1
2
3
4
5
J
K
Q＇
Q＇ Q
Q
主从JK触发器
主从JK触发器的动作特点：
(1) 在CP的一个变化周期中触发器输出端的状态只可能改 变一次，从而杜绝了空翻现象； (2) Q、Q 端状态的改变发生在CP的下降沿；
问题：由于电路没有输入，无法控制或改变它的状态。
基本RS触发器
二、由或非门构成的基本RS触发器 电路结构和逻辑符号
G1
R
≥1
电 路 图
≥1
S
G2
Q
逻
辑
S
Q
符
R
Q
Q
号
R、S称为触发脉冲输入端，R为复位（Reset）端，S为 置位（Set）端。
基本RS触发器
输入和输出的关系
1Q
Q0
0Q
G1 ≥1
1R
Q
&
&
Q
R
R G4
G2
CP=0：基输本入R端-均S触为发1 器
S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Q n+1=1
S=0，R=1：Q n+1=0
CP=1：
控制输入端R、S通过“非” 门作用于 基本R-S触发器
S=1，R=1：Q
n+1=
×
同步触发器
状态真值表
S R Qn Qn+1
000
CP
1
2
3
4
5
J
01
K
10
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CLK由1变0时 （CLK下降沿时刻）
无小圈表示输出状态的变化 CLK端符号 发生CLK脉冲的下降沿 有小圈表示输出状态的变化 发生CLK脉冲的上升沿
CLK=1时工作
CLK=0时工作
12
CLK=1时从触发器Q保持不变 主触发器Qm*=S+R′Q CLK=0时从触发器Q*=Qm* 主触发器Qm保持不变
（2）若输入 D=1,CP=0时
CP上升沿(CP=1)
G3=0 G4=1
1
1 0
1
S
1 0
Q
Qn+1=1=D
1 号线称为置1维持线
0
1
1
Q’
3 号线称为置0阻塞线 3.D触发器的特性表 特性方程
R 1tpd
CP D Q 23
特性方程: Q*=D 维持阻塞结构的触发器 也有其它功能的.
触发器结构总结
Q* D
Q * T Q T Q T Q
转换逻辑： D T Q T Q T Q
DFF转换为T’FF
Q* D Q* Q
转换逻辑：
D Q
2. JKFF转换为DFF
Q * JQ K Q
转换逻辑： J D K D
Q* D D (Q Q ) DQ DQ
16
J=J1J2
K=K1K2
17
例5.4.2说明主从JKFF动作特点
P228
18
P229
例5.4.3说明主从JKFF一次变化
‘一次变化’的 画波形规则： 如CP=1期间,JK输入信号 有变化，应由特性方程求 Qm是否有一次变化; 1.CP=1时,由下式求Qm 一次变化 Qm = J Q′+K′ Q 2. CP 下降沿时刻 Q＊ = Qm值 Qm Qm在CP=1期间只变化一次
D
JKFF转换为TFF
Q * JQ K Q
Q * T Q T Q
JKFF转换为T’FF
令上图T=1即可
章首页
[题5.1] 两种情况：不考虑延迟；考虑延迟，假设，每个门的延迟相 等，为tpd
Q t
Q’
Q
t
Q’
t
30
O
t
基本RSFF补充练习题
S’D R’D Q 不定 不定 Q
P233图5.5.4
Q*只取决于CP边沿（上升沿） 1.工作原理 时刻的输入信号值.其它时间输 CP=0时 信号准备阶段 入信号变化对Q*无影响。 S=D R=D′ CP上升沿 触发翻转时刻 G1~G4四门按RSFF功能翻转. 因此有 Q*=S =D 2.触发器功能分析
1 0
Q在CP 上升沿 时刻翻 转
Q* = S + R 'Q SR = 0
上一页
非简单画法： CP=1期间先按特 性方程画Qm，CP 下降沿时刻按 Q*=Qm再画Q*
13
特性方程
Q* = S + R 'Q SR = 0
CLK下降沿时有效
只有简单画法时可用表 和方程画Q* ！
14
2.主从JK触发器 J K
S R
CLK J K Q Q*
1. DFF转换为JKFF
Q* D
Q * JQ K Q
Q * = S + R 'Q SR = 0 Q * JQ K Q
Q* D
Q * T Q T Q T Q
转换逻辑： D JQ K Q
Q* Q
J
K
29
DFF转换为TFF
0
S
1 0
1
1 0
1
1
R R =1 （1）若输入 D=0,CP=0时 S =0 Q不变 0 CP上升沿(CP=1) G3=1 G4=0 Q*=0=D 2 号线称为置1阻塞线、置0维持线； 结论: Q*只与CP上升沿稍前时的D值有关.
1tpd
CP D Q 22
2.触发器功能分析
P233图5.5.4
R =0 S =1
章首页
19
J=0
K=1 K=0
1 01
0
11
0
举例：第二个CP期间 关于一次变化
Qm P229
20
5.5 边沿触发器 维持阻塞DFF
一、电路结构与工作原理 边沿D触发器 Q*= D 触发条件 CP上升沿时刻 例5.5.1说明边沿DFF的动作特点
P233图5.5.4
S
S
R R
21
维持阻塞触发器
DFF
36
[题5.18] T’FF T’FF T’FF
T’FF T’FF T’FF
37
[题5.20]（考虑触发器和门的延迟，tpd）
Q* = Q Vo上 升 沿 V o＝ V i Q
tpd
Q初始状 态为0
Q
V o＝ V i Q 0
38
V o＝ V i Q 0
V o＝ V i Q 1
第五章
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6
触发器
总目录
概述？ SR锁存器/触发器？（基本RS触发器） 电平触发的触发器？（同步触发器） 脉冲触发器的触发器?（主从触发器） 边沿触发器? 触发器的逻辑功能及描述方法?
习题？ 习题号？
1
1
第五章
5.1 概述
触发器
触发器:(Flip-Flop)能存储一位二进制信号的基本单元, 缩写为FF. 特点： 1.可以自行保持两个稳定状态，分别表示0和1； 2.输入信号可改变其状态,且输入信号撤消后,状态可保留下来。 学习要点： 掌握①触发器逻辑功能；②动作特点以及与电路结构的关系。 对于触发器电路，除了基本RSFF，其他的了解一下就可以了。
说明 P225
Q* = S + R 'Q SR = 0
第1~5个CP为高电平期间S、 R都是恒定不变的，可按简 单画法?画波形. 第6个CP=1期间S、R不是 都恒定不变的,必须在CP 下 降沿时刻按Q*=Qm
13
特点 •翻转分两步走； •在整个CLK=1期间输入信号都 控制主触发器的状态； 例5.4.1
章首页
2
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 SR锁存器/触发器
一、电路结构与工作原理
（基本RS触发器）
S: Set，置1端
1. 电路结构 R: Reset，置0端/清0端
图5.2.2 与非门组成SR锁存器
3
2.工作原理
S 'D R 'D
表5.2.2
Q Q*
1 1 0 0 1 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 1 0 1
返回
31
[题5.4] 防抖动开关。
32
[题5.9] 主从RS触发器,设起始为0状态
Qm Q′
33
[题5.10]
Qm
Q
34
[题5.12]主从JKFF
1
2
3
4
5
Q
Qm
t
35
t
[题5.18]
Q1=JQ’+K’Q = Q’
Q5=QQ’+(Q’)’Q = Q Q6=QQ’+(1)’Q = 0
Q3=JQ’+K’Q = Q’
简单画法条件及规则 条件:如CP=1期间输入信号始终 未变，可直接画出Q*(不必画Qm ). 画法:根据CP 下降沿时刻S、R值 由特性方程或特性表求Q* 说明 第1~5个CP为高电平期间S、 R都是恒定不变的，可按简 单画法画波形. 第6个CP=1期间S、R不是 都恒定不变的,必须在CP 下 降沿时刻按Q*=Qm
0 1 1 1 0 0 1* 1
*
保持
置1
图5.2.2 与非门组成SR锁存器
清0 约束
4
3.逻辑功能的描述
(1)特性表（真值表） (2)特性方程
S 'R '
S 'D
R 'D
Q
Q*
1
1
0
0
1
0
01 1 1 11 10 00 X X
1
1 1 0 0 0 0
1
0 1 0 1 0 1
1
1 1 0 0 1* 1*
结构名称
基本 同步 主从 边沿
动作特点（触发条件）
任何时刻 CP= 1(或0期间) CP的边沿
备 注
抗干扰能力很差 差,可能多次变化 一般，主触发器抗干 扰能力差
CP的边沿:上升/下降沿 抗干扰能力强
章首页
24
5.6 触发器的逻辑功能及描述方法 一、触发器的逻辑功能的分类
RSFF、JKFF、DFF、TFF、T’FF。
S R Q Q*
RSFF的功能描述
Q * = S + R 'Q SR = 0
0 0
0 0
0 1
0 1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1 状态转换图
25
1
1
1
1
0
1
不定
不定
JKFF的功能描述
Q * JQ K Q
26
DFF 功能描述
D Q Q *
Q* D
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 保持 1 0 1 1 1 锁存 0 0 1*
1 1 1 Q*=D 1 1 1 1
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见表5.3.2 D锁存器特性表
1
1 11 1*
5.4 脉冲触发器的触发器