第4章 _触发器
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第四章 触发器
CP Q
SD
Q
RD
RD S R
干扰信号
1S C1 1R S CP R
Q
跳变
4-2-3. 主从触发器
主从RS RS触发器 一 . 主从RS触发器 1．电路结构
由两级同步RS触发器串联 由两级同步RS触发器串联 RS 组成。 组成。 G1～G4组成从触发器， 组成从触发器，
Q' Q' & G6 1 G9 从 触 发 器 Q Q
G1 &
&
G2
G3 &
&
G4
CP'
组成主触发器。 G5～G8组成主触发器。
CP 与CP’互补，使两个触 互补， 互补
发器工作在两个不同的时 区内。 区内。
主 G5 & 触 发 器 G7 &
&
G8
R
CP
S
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：
2．工作原理
01
从 触 发 器 Q Q0 1 G2
CP'
0 Q'
主 G5 & 触 1 发 器 G7 & &
1' Q 1
&
0
S
G9
功能表
R Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn+1 0 1 0 0 1 1 × × 功能 保持 置0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0
G6 1
0
G8
置1
0
R CP
1
S
1
1 1 1 1
不定
CP
G7、 G3、 G7、G8 G3、G4 封 锁
数字电子技术基础-第四章-触发器
Q Q
SD——直接置1端，低电平有效。
G2
G1 & Q3 & G3
& Q4 G4 &
Q
Q
L2
CP Q5 & G5 Q6 G6 &
C1 R 1D ∧ S RD SD
RD和SD不受CP和D信
SD
RD
D
号的影响，具有最高的 优先级。
3．集成D触发器74HC74
2Q 2Q 1Q 1Q Vcc 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q
2.特性方程
KQn J 0 1 00 01 11 10
0 0
0 0 1 1
0 0
1 1 0 0
0 1
0 1 0 1
0 1
0 0 1 1
0 1
1 1
0 0
0 1
Qn1 JQn KQn
1 1
1 1
0 1
1 0
3.状态转换图
J=1 K=× J=0 K=× 0 J=× K=1 1 J=× K=0
CP=1时， Q2=0，则Q=1， 封锁G1和G3 使得Q2=0，维持置1 同时Q3=1，阻塞置0
Q3
R
&
Q
G6
& Q4
D
G4
置1阻塞、置0维持线
Q3=0，则Q=0， 封锁G4，使得Q4=1， 阻塞D=1进入触发器， 阻塞置1 同时保证Q3=0，维持置0
触发器的直接置0端和置1端
RD——直接置0端，低电平有效；
JK触发器→T（T ′）触发器
Qn+ 1 = TQn + TQn
令J = K = T
D触发器→JK触发器
SD——直接置1端，低电平有效。
G2
G1 & Q3 & G3
& Q4 G4 &
Q
Q
L2
CP Q5 & G5 Q6 G6 &
C1 R 1D ∧ S RD SD
RD和SD不受CP和D信
SD
RD
D
号的影响，具有最高的 优先级。
3．集成D触发器74HC74
2Q 2Q 1Q 1Q Vcc 2RD 2D 2CP 2SD 2Q 2Q
2.特性方程
KQn J 0 1 00 01 11 10
0 0
0 0 1 1
0 0
1 1 0 0
0 1
0 1 0 1
0 1
0 0 1 1
0 1
1 1
0 0
0 1
Qn1 JQn KQn
1 1
1 1
0 1
1 0
3.状态转换图
J=1 K=× J=0 K=× 0 J=× K=1 1 J=× K=0
CP=1时， Q2=0，则Q=1， 封锁G1和G3 使得Q2=0，维持置1 同时Q3=1，阻塞置0
Q3
R
&
Q
G6
& Q4
D
G4
置1阻塞、置0维持线
Q3=0，则Q=0， 封锁G4，使得Q4=1， 阻塞D=1进入触发器， 阻塞置1 同时保证Q3=0，维持置0
触发器的直接置0端和置1端
RD——直接置0端，低电平有效；
JK触发器→T（T ′）触发器
Qn+ 1 = TQn + TQn
令J = K = T
D触发器→JK触发器
数电第4章触发器课件
与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。
结构特征:由组合逻辑电路和存储电路组成,电路中存在反馈。 锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。
2
4.1 概述 一、触发器的概念及特点 １.概念：
FF: (Flip-Flop, 简称FF)能够存储１位二进制信号 的基本单元电路。
２.特点： （１）有两个稳定的状态：０状态和１状态。 （２）在触发信号控制下，根据不同输入信号可置成 0或1状态。 （触发信号为时钟脉冲信号）
第4章 触发器
4.1 概述
4.2 基本SR触发器（SR锁存器）
4.3 同步触发器（电平触发）
4.4 主从触发器（脉冲触发）
4.5 边沿触发器（边沿触发） 4.6 触发器的逻辑功能及描述方法 4.7 集成触发器 4.8 触发器应用举例
作业题
【5】【6】【8】【11】
1
时序逻辑电路与锁存器、触发器： 时序逻辑电路: 工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅
1、电路结构 以基本SRFF为基础，增加两个与非门。
置1端 时钟信号 (高电平有效) （同步控制）
置 0端 (高电平有效)
图4-5 同步SRFF
13
2、工作原理
分析CLK=0时： 有 SD’ =RD’=1， 则Q、Q’不变。 分析CLK=1时： （1）S=R=0时，有SD’ =RD’=1：Q、Q’不变(保持原态） （2）S =0, R=1：输出Q=0, Q’=1 （置0状态） （3）S =1, R=0：Q=1, Q’=0 （置1状态） （4）S=R=1：Q=Q’=1（未定义状态）
t t
1
主
O
Q
从
O
图4-13 主从JKFF波形
第四章触发器()
& G1 1Q Q
Q
G2 门输出
Q RD Q
& G2 1 Q Q
1 SD
输入 SD RD 00 01 10 11
输出 QQ
10 01 不变
RD 1 功能说明
触发器置 1 （1态） 触发器置 0 （0态） 触发器保持原状态不变
(4-10)
2. 工作原理及逻辑功能
Q 1
G1
Q
输出既非 0 状态，
(4-24)
2. D 触发器旳特征表、特征方程、驱动表和状态转换图
D 触发器特征表
D Qn Qn+1 000 010 101 111
特征方程 Qn+1 = D
无约束
Qn+1 在 D = 10 时 就为 10，与 Qn 无关。
D 触发器驱动表 Qn Qn+1 D 00 0 01 1 10 0 11 1
核电子学基础Ⅱ
第四章 触发器
(4-1)
4.1 概 述
主要要求：
掌握常用触发器旳基本特征和作用。 了解触发器旳类型和逻辑功能旳描述措施。
(4-2)
一、触发器旳基本特征和作用
Flip - Flop，简写为 FF，又称双稳态触发器。
基本特征
(1)有两个稳定状态(简称稳态)，恰好用来表达逻辑 0 和 1。 (2)在输入信号作用下，触发器旳两个稳定状态可相互转换
称约束条件
(4-13)
[例] 设下图中触发器波初形始分状析态举为例0，试相应输入波形 画出 Q 和 Q 旳波形。
RD R
Q RD
SD S
Q SD
保持 置 0保持置 1 初态为 0，故保持为 0。
解：
Q
Q
Q
G2 门输出
Q RD Q
& G2 1 Q Q
1 SD
输入 SD RD 00 01 10 11
输出 QQ
10 01 不变
RD 1 功能说明
触发器置 1 （1态） 触发器置 0 （0态） 触发器保持原状态不变
(4-10)
2. 工作原理及逻辑功能
Q 1
G1
Q
输出既非 0 状态，
(4-24)
2. D 触发器旳特征表、特征方程、驱动表和状态转换图
D 触发器特征表
D Qn Qn+1 000 010 101 111
特征方程 Qn+1 = D
无约束
Qn+1 在 D = 10 时 就为 10，与 Qn 无关。
D 触发器驱动表 Qn Qn+1 D 00 0 01 1 10 0 11 1
核电子学基础Ⅱ
第四章 触发器
(4-1)
4.1 概 述
主要要求：
掌握常用触发器旳基本特征和作用。 了解触发器旳类型和逻辑功能旳描述措施。
(4-2)
一、触发器旳基本特征和作用
Flip - Flop，简写为 FF，又称双稳态触发器。
基本特征
(1)有两个稳定状态(简称稳态)，恰好用来表达逻辑 0 和 1。 (2)在输入信号作用下，触发器旳两个稳定状态可相互转换
称约束条件
(4-13)
[例] 设下图中触发器波初形始分状析态举为例0，试相应输入波形 画出 Q 和 Q 旳波形。
RD R
Q RD
SD S
Q SD
保持 置 0保持置 1 初态为 0，故保持为 0。
解：
Q
Q
第4章 触发器
第4章触发器教学目标●熟悉基本触发器的组成和功能●掌握基本RS触发器、同步RS触发器、边沿D和JK触发器功能●熟练掌握各种不同逻辑功能触发器之间的相互转换数字系统中除采用逻辑门外，还常用到另一类具有记忆功能的电路--触发器，它具有存储二进制信息的功能，是组成时序逻辑电路基本储存单元。
每个触发器能够记忆一位二进制数“0”或“1”。
4.1概述触发器是一种典型的具有双稳态暂时存储功能的器件。
在各种复杂的数字电路中不但需要对二进制信号进行运算，还需要将这些信号和运算结果保存起来。
为此需要使用具有记忆功能的基本逻辑单元。
能存储1位二进制的基本单元电路称为触发器。
4.2基本RS触发器4.2.1电路组成基本RS触发器是一种最简单的触发器，是构成各种触发器的基础。
它由两个“与非”门或者“或非”门相互耦合连接而成，如图4.1所示，有两个输入端R和S；R为复位端，当R有效时，Q变为0，故称R为置“0”端；S为置位端，当S有效时，Q变为1，称S为置“1”端；还有两个互补输出端Q和Q。
（a）逻辑图（b）逻辑符号（c）逻辑符号图4.1 基本RS触发器4.2.2 功能分析触发器有两个稳定状态。
nQ 为触发器的原状态（初态），即触发信号输入前的状态；1n Q+为触发器的现态（次态），即触发信号输入后的状态。
其功能用状态表、特征方程式、逻辑符号图以及状态转换图、波形图描述。
1. 状态表如图4.1（a ）可知: Q S Qn ⋅=+1，n n Q R Q ⋅=+1从表4.1中可知：该触发器有置“0”、置“1”功能。
R 与S 均为低电平有效，可使触发器的输出状态转换为相应的0或1。
RS 触发器逻辑符号如图4.1(b)、(c)所示，图中的两个小圆圈表示输入低电平有效。
当R 、S 均为低电平时有两种情况：当R=S=0，Q = Q =1，违犯了互补关系；当RS 由00同时变为11时，则Q （Q )输出不能确定。
表4.1 状态表2. 特性方程根据表4.1画出卡诺图如图4.2所示，化简得： n n RQ S Q+=+1（4-1）1=+S R （约束条件）图4.2 卡诺图3. 状态转换图如图4.3所示，图中圆圈表示状态的个数，箭头表示状态转换的方向，箭头线上标注表示状态转换的条件。
第4章 集触发器学习指导
例4.10电路如图4.10所示， 的电路是哪一些电路。
图4.10
解：对(a)电路，因为是D触发器，所以有
对(b)电路，因为是RS触发器,所以有
对(c)电路，因为是T触发器,
对(d)电路，因为是JK触发器,
因此，能实现 的电路是（b）和（d）两个电路。
知识点：复位端的作用。
例4.11由下降沿JK触发器组成的电路及其CP、J端输入波形如图4.11 所示，试画出Q端的波形(设初态为0)。
＝1， ＝0是一个稳定状态，称为1态； ＝0， ＝1是另一个稳定状态，称为0态；
其他情况如 ＝ ＝0或 ＝ ＝1，不满足互补的条件，称之为不定状态，它既不能算作0态，也不能算作1态。
2、在适当的输入信号作用下，触发器能从原来所处的一个稳态翻转成另一个稳态。
3、在输入信号取消后，能够将得到的新状态保存下来，即记忆住这一状态。
二、重点难点
本章主要内容包括：
（1）基本触发器的电路组成和工作原理。
（2）RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T’触发器的逻辑功能以及触发器的描述方法：逻辑功能表、特性方程、驱动（激励）表、状态转移图（表）和时序（波形）图。
重点需要掌握的内容在于各类触发器的逻辑功能和逻辑功能描述方法；各种触发方式的特点、脉冲工作特性。
1．画出图P4.1所示由与非门组成的基本RS触发器输出端 、 的电压波形，输入端 、 的电压波形如图中所示。
图P4.1
2．试分析图P4.2所示电路的逻辑功能，列出真值表写出逻辑函数式。
图P4.2
3．若主从结构JK触发器CP、 、 、J、K端的电压波形如图P4.3所示，试画出Q、 端对应的电压波形。
图P4.3
10．下列触发器中，没有约束条件的是。
图4.10
解：对(a)电路，因为是D触发器，所以有
对(b)电路，因为是RS触发器,所以有
对(c)电路，因为是T触发器,
对(d)电路，因为是JK触发器,
因此，能实现 的电路是（b）和（d）两个电路。
知识点：复位端的作用。
例4.11由下降沿JK触发器组成的电路及其CP、J端输入波形如图4.11 所示，试画出Q端的波形(设初态为0)。
＝1， ＝0是一个稳定状态，称为1态； ＝0， ＝1是另一个稳定状态，称为0态；
其他情况如 ＝ ＝0或 ＝ ＝1，不满足互补的条件，称之为不定状态，它既不能算作0态，也不能算作1态。
2、在适当的输入信号作用下，触发器能从原来所处的一个稳态翻转成另一个稳态。
3、在输入信号取消后，能够将得到的新状态保存下来，即记忆住这一状态。
二、重点难点
本章主要内容包括：
（1）基本触发器的电路组成和工作原理。
（2）RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T’触发器的逻辑功能以及触发器的描述方法：逻辑功能表、特性方程、驱动（激励）表、状态转移图（表）和时序（波形）图。
重点需要掌握的内容在于各类触发器的逻辑功能和逻辑功能描述方法；各种触发方式的特点、脉冲工作特性。
1．画出图P4.1所示由与非门组成的基本RS触发器输出端 、 的电压波形，输入端 、 的电压波形如图中所示。
图P4.1
2．试分析图P4.2所示电路的逻辑功能，列出真值表写出逻辑函数式。
图P4.2
3．若主从结构JK触发器CP、 、 、J、K端的电压波形如图P4.3所示，试画出Q、 端对应的电压波形。
图P4.3
10．下列触发器中，没有约束条件的是。
第4章 触发器
4.2
同步触发器
4.2.1 同步RS触发器
一、电路组成及工作原理 1.电路组成及逻辑符号 （1）电路组成：如仿真图4.2.1(a)所示。 （2）逻辑符号：如仿真图4.2.1(b)所示。 2.工作原理 （1）特性表：如仿真图4.2.1所示。 （2）特性方程：Qn+1=S+R’Qn RS=0 CP=1期间 有效。 二、主要特点 1.时钟电平控制 2.R、S之间有约束
本
章
小
结ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、基本触发器：把两个与非门或者或非门交叉 连接起来，便构成了基本触发器。 二、同步触发器：在基本触发器基础上，增加两 个控制门和一个控制信号，便构成同步触发器。 三、边沿触发器：把两个同步D触发器级联起来， 便可构成边沿D触发器，再加改进就可得到边沿JK 触发器。 四、边沿触发器逻辑功能分类 五、触发器逻辑功能表示方法及转换 六、触发器的电气特性
4.1 基本触发器 4.1.1 用与非门组成的基本触发器
一、电路组成及逻辑符号 如仿真图4.1.1所示。 1.电路组成：如仿真图4.1.1(a)所示。 2.逻辑符号：如仿真图4.1.1(b)所示。 二、工作原理 1.电路有两个稳定状态 电路无输入信号即R’=S’=1时，有两个稳定状态。 （1）0状态：把Q=0、Q’=1的状态定义为0状态。 （2）1状态：把Q=1、Q’=0的状态定义为1状态。
二、集成边沿JK触发器
1.CMOS边沿JK触发器CC4027 （1）逻辑符号与引出端功能图：如仿真图4.3.6 所示。 （2）特性表：如仿真图4.3.6所示。 2.TTL边沿JK触发器74LS112 （1）逻辑符号与引出端功能图：如仿真图4.3.7 所示。 （2）特性表：如仿真图4.3.7所示。
三、主要特点
数字电路(第四章触发器)
13
同步式触发器——电平触发方式，一般高电平触发； 维持阻塞触发器——边沿触发方式，一般上升沿触发；
边沿触发器——边沿触发方式，一般下降沿触发；
主从触发器——主从触发方式。
14
时钟输入CP： 时钟脉冲输入端，通常输入周期性时钟脉冲。
数据输入端：
又叫控制输入端。四种触发器：SR—S，R；D—D； JK—J，K；T—T。 初态Qn: 可称现态，某个时钟脉冲作用前触发器状态。
38
主从式JK触发器
Q
&1
Q
&2 &4
R'
从触发器
&3
S' Q'
Q'
&5 &7
J
&6
1
CP
主触发器
&8
K
CP
39
主、从触发器都是电平触发的同步式触发器 主从触发器在一个时间脉冲（CP）作用下，工作 过程分两个阶段（双拍工作方式）。
1）CP=1，主触发器接收控制信号J、K，状态反映 在 Q' 和 Q' 上， CP = 0 从触发器被封锁，保持原来状态。 2）在CP下降沿（负跳变时刻），从触发器向主触发器看齐。 负跳变时，主触发器被封锁，保持原状态不变。此时，从 触发器封锁被解除取与主触发器一致的状态。
次态Qn+1:某个时钟作用后触发器的状态。（新状态）
15
描述时钟触发器逻辑功能时，采用四种方式：
功能真值表：（表格形式） 在一定控制输入下，在时钟脉冲作用前后，初态向次态转 化的规律（状态转换真值表） 激励表：（表格形式）
在时钟脉冲作用下，实现一定的状态转换（Qn—Qn+1），应 有怎样的控制输入条件。
同步式触发器——电平触发方式，一般高电平触发； 维持阻塞触发器——边沿触发方式，一般上升沿触发；
边沿触发器——边沿触发方式，一般下降沿触发；
主从触发器——主从触发方式。
14
时钟输入CP： 时钟脉冲输入端，通常输入周期性时钟脉冲。
数据输入端：
又叫控制输入端。四种触发器：SR—S，R；D—D； JK—J，K；T—T。 初态Qn: 可称现态，某个时钟脉冲作用前触发器状态。
38
主从式JK触发器
Q
&1
Q
&2 &4
R'
从触发器
&3
S' Q'
Q'
&5 &7
J
&6
1
CP
主触发器
&8
K
CP
39
主、从触发器都是电平触发的同步式触发器 主从触发器在一个时间脉冲（CP）作用下，工作 过程分两个阶段（双拍工作方式）。
1）CP=1，主触发器接收控制信号J、K，状态反映 在 Q' 和 Q' 上， CP = 0 从触发器被封锁，保持原来状态。 2）在CP下降沿（负跳变时刻），从触发器向主触发器看齐。 负跳变时，主触发器被封锁，保持原状态不变。此时，从 触发器封锁被解除取与主触发器一致的状态。
次态Qn+1:某个时钟作用后触发器的状态。（新状态）
15
描述时钟触发器逻辑功能时，采用四种方式：
功能真值表：（表格形式） 在一定控制输入下，在时钟脉冲作用前后，初态向次态转 化的规律（状态转换真值表） 激励表：（表格形式）
在时钟脉冲作用下，实现一定的状态转换（Qn—Qn+1），应 有怎样的控制输入条件。
数字电路与逻辑设计第4章触发器(Flip Flop)
第4章 触发器（Flip Flop）
4.1 概述
一、触发器概念
Flip - Flop，简写为 FF， 又称双稳态触发器。
触发器是一种具有记忆功能，能存储1位二进制信息(0 或1)的逻辑电路。
有一个或多个输入，两个互反的输出（Q和Q）。 通常用Q端的状态代表触发器的状态。
二、触发器的分类
基本RS触发器(RSFF)又称SR锁存器，是触发器中最简 单的一种，也是各种其他类型触发器的基本组成部分。
一、TFF
（1）功能表
T
Qn
Qn+1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
简化的功能表
（2）特征方程
Qn1 TQn TQ n T Qn
说明：(1)一般不单独生产，由其他触发器转换而得。 (2)触发方式由被转换的触发器决定。
触发器总结
触发器是具有记忆功能的的逻辑电路，每个触发器 能存储一位二进制数据。
(4)波形图
强调触发方式
结构不做要求
边沿JKFF的逻辑符号：
QQ
1J C1 1K
J CP K
(下 圆c) 降圈国沿)触标(发小符号
次态方程： 功能表：
一、TFF
三、TFF和TFF
在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入 信号T取值的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当 T=0时能保持状态不变，T=1时，每来一个CP的上升沿 (或下降沿)，触发器的状态就翻转一次。
1
(6). 波形图 又称时序图，它反映了触发器的输出状态随时间和输
入信号变化的规律。
在任何时刻，输入都能直接改变输出的状态。
2.钟控原理
4.1 概述
一、触发器概念
Flip - Flop，简写为 FF， 又称双稳态触发器。
触发器是一种具有记忆功能，能存储1位二进制信息(0 或1)的逻辑电路。
有一个或多个输入，两个互反的输出（Q和Q）。 通常用Q端的状态代表触发器的状态。
二、触发器的分类
基本RS触发器(RSFF)又称SR锁存器，是触发器中最简 单的一种，也是各种其他类型触发器的基本组成部分。
一、TFF
（1）功能表
T
Qn
Qn+1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
简化的功能表
（2）特征方程
Qn1 TQn TQ n T Qn
说明：(1)一般不单独生产，由其他触发器转换而得。 (2)触发方式由被转换的触发器决定。
触发器总结
触发器是具有记忆功能的的逻辑电路，每个触发器 能存储一位二进制数据。
(4)波形图
强调触发方式
结构不做要求
边沿JKFF的逻辑符号：
1J C1 1K
J CP K
(下 圆c) 降圈国沿)触标(发小符号
次态方程： 功能表：
一、TFF
三、TFF和TFF
在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下，根据输入 信号T取值的不同，具有保持和翻转功能的电路，即当 T=0时能保持状态不变，T=1时，每来一个CP的上升沿 (或下降沿)，触发器的状态就翻转一次。
1
(6). 波形图 又称时序图，它反映了触发器的输出状态随时间和输
入信号变化的规律。
在任何时刻，输入都能直接改变输出的状态。
2.钟控原理
触发器(课件)
已有触发器的特性方程一致； （3）比较两种触发器的特性方程，根据“变量相同，
对应系数相等，则方程一定相等”的原则，求出转 换逻辑。 （4）画电路图
36
2. 转换实例
（1）JK触发器到D、T、T’和RS触发器的转换、
JK触发器
Q n 1
n
JQ
KQn
：D触发器：
Q n 1
D
n
D(Q
Qn
)
n
DQ
DQ n
CP 后，“从” 0
CP 后，“从” Qn
22
3. 特性表
表4.4.2 主从JK触发器的特性表
时钟 输入 CP J K
输出 Q n Q n1
0
0
0
0 保持
0011
1
0
0
1 置1
1011
0
1
0
0 置0
0110
1
1
0
1 翻转
1110
23
例4.4.2已知主从JK触发器输入端的电压波 形如图4.4.4所示，试画出端对应的电压波 形。假定触发器的初始状态为0 。
1
1
1
输入
SR
00 10 01 11
输出
Q n1 功能 1* 不允许 1 置1 0 置0 Q n 保持 Q n 保持 1 置1 0 置0 1* 不允许
9
例4.3.1 画出同步RS触发器输出端波形。已知同 步RS触发器的输入信号波形如图4.3.2所示，设 触发器的初始状态为0，试画出输出端波形图。
从触发器
图4.4.1 主从RS触发器的逻辑图及逻辑符号
17
2. 工作原理
（1）CP=1时，主触发器按S、R翻转，从触发器保持 （2）CP下降沿到达时，主触发器保持，从触发器根 据主触发器的状态翻转 所以，每个CP周期触发器最多可能翻转一次
对应系数相等，则方程一定相等”的原则，求出转 换逻辑。 （4）画电路图
36
2. 转换实例
（1）JK触发器到D、T、T’和RS触发器的转换、
JK触发器
Q n 1
n
JQ
KQn
：D触发器：
Q n 1
D
n
D(Q
Qn
)
n
DQ
DQ n
CP 后，“从” 0
CP 后，“从” Qn
22
3. 特性表
表4.4.2 主从JK触发器的特性表
时钟 输入 CP J K
输出 Q n Q n1
0
0
0
0 保持
0011
1
0
0
1 置1
1011
0
1
0
0 置0
0110
1
1
0
1 翻转
1110
23
例4.4.2已知主从JK触发器输入端的电压波 形如图4.4.4所示，试画出端对应的电压波 形。假定触发器的初始状态为0 。
1
1
1
输入
SR
00 10 01 11
输出
Q n1 功能 1* 不允许 1 置1 0 置0 Q n 保持 Q n 保持 1 置1 0 置0 1* 不允许
9
例4.3.1 画出同步RS触发器输出端波形。已知同 步RS触发器的输入信号波形如图4.3.2所示，设 触发器的初始状态为0，试画出输出端波形图。
从触发器
图4.4.1 主从RS触发器的逻辑图及逻辑符号
17
2. 工作原理
（1）CP=1时，主触发器按S、R翻转，从触发器保持 （2）CP下降沿到达时，主触发器保持，从触发器根 据主触发器的状态翻转 所以，每个CP周期触发器最多可能翻转一次
数字电子技术基础 第04章触发器习题解
Q
Q
R=1、S=0 不管原Q取0还是1使Q=0
R=0、S=1 不管原Q取0还是1使Q=1
R=1、S=1 使两个输出同时为0，是不允许出现 的，作为约束处理。
G1 ≥1
≥1 G2
将原状态作为变量，次态作为
R
S
函数列出特性表
R
S
Q n Q n+1
0
0
00
由状态转换表化简得 到特性方程
0
0
11
0
1
01
0
1
解:(1)特性方程为
Qn+1 1
=
D1 ,Q2n+1
=
D2
1D Q
驱动方程和输出方程为
C1
D1
=
n
Q2 , D2
=
Q1n , F
=
CP
⊕
Q1n
CP
代入得状态方程
Qn+1 1
=
Q
n 2
,
Q2n +
1
=
Q1n
从状态方程可得:
CP
Q1
1D Q
Q2
C1 R
=1 F
Q1
Q2 Q1n+1 Q2n+1 F
Q1
0
0
主从触发器有时钟控制，在CP=1期间接收数据，在 CP后沿发生翻转，不属于完全的时钟沿触发，有 一次变化缺点。
边沿触发器有时钟控制，在CP的边沿接收数据和发 生翻转，是一种较理想的触发器。
4.5 设图4.28中各触发器的初始状态皆为Q=0，画出在CP脉 冲连续作用下个各触发器输出端的波形图。
解:图1,2,5为时钟后沿翻 转,图3为时钟前沿翻转, 图4,6为保持原状态
单项选择题解析
n
第
12
页
数字电子技术
第 4 章 触发器
单项选择题 ( )。
12、当输入J = K = 1时，JK触发器所具有的功能是 A 置0 保持
× ×
B D
置1 翻转
× √
C
分析提示
由JK触发器的特性方程 Q n 1 J Q KQ n J = 0，K = 0 时，Qn 1 Qn ─ 保持功能 J = 0，K = 1 时，Q n 1 0 ─ 置 0 功能 J = 1，K = 0 时，Qn 1 1 ─ 置 1 功能 n J = 1，K = 1 时，Q n 1 Q ─ 翻转功能
× ×
B
主从JK触发器
√
×
D 维持阻塞D触发器
分析提示
主从触发方式，在时钟脉冲 CP=1期间接收输入信号，在时钟 脉冲 CP 下降沿改变状态，分两步完成状态变化，且在CP的一个 周期内 只改变一次状态。
第
9
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数字电子技术
第 4 章 触发器
单项选择题
9、具有直接复位端 Rd和置位端 Sd 的触发器，当触发器处于受 CP脉冲控制的情况下工作时，这两端所加的信号为 ( )。 A C
分析提示
构成 T 功能的时钟触发器，在一个 CP 作用期间多次进行
Q
n 1
Q 的状态变化称为空翻。产生空翻的条件是CP作用时
n
间足够长。显然，电位触发方式满足此条件。
第
8
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数字电子技术
第 4 章 触发器
单项选择题 ( )。
8、下列触发器中，存在一次变化问题的是 A C 基本RS触发器 主从RS触发器
与非门构成的 基本RS触发器
第
4
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第
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数字电子技术
第 4 章 触发器
单项选择题 ( )。
12、当输入J = K = 1时，JK触发器所具有的功能是 A 置0 保持
× ×
B D
置1 翻转
× √
C
分析提示
由JK触发器的特性方程 Q n 1 J Q KQ n J = 0，K = 0 时，Qn 1 Qn ─ 保持功能 J = 0，K = 1 时，Q n 1 0 ─ 置 0 功能 J = 1，K = 0 时，Qn 1 1 ─ 置 1 功能 n J = 1，K = 1 时，Q n 1 Q ─ 翻转功能
× ×
B
主从JK触发器
√
×
D 维持阻塞D触发器
分析提示
主从触发方式，在时钟脉冲 CP=1期间接收输入信号，在时钟 脉冲 CP 下降沿改变状态，分两步完成状态变化，且在CP的一个 周期内 只改变一次状态。
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第 4 章 触发器
单项选择题
9、具有直接复位端 Rd和置位端 Sd 的触发器，当触发器处于受 CP脉冲控制的情况下工作时，这两端所加的信号为 ( )。 A C
分析提示
构成 T 功能的时钟触发器，在一个 CP 作用期间多次进行
Q
n 1
Q 的状态变化称为空翻。产生空翻的条件是CP作用时
n
间足够长。显然，电位触发方式满足此条件。
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数字电子技术
第 4 章 触发器
单项选择题 ( )。
8、下列触发器中，存在一次变化问题的是 A C 基本RS触发器 主从RS触发器
与非门构成的 基本RS触发器
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第4章 触发器
第四章触发器★主要内容1．基本触发器2．同步触发器3．边沿触发器4．时钟触发器的功能分类、功能表示方法及转换5．触发器的电气特性6．触发器的VHDL描述及其仿真★教学目的和要求1、熟练掌握基本RS触发器的电路组成和逻辑功能分析（会列真值表和画波形图）；2、掌握时钟脉冲控制的同步RS触发器的电路组成和逻辑功能（会列真值表、特性方程和画波形图）；3、熟练掌握D.JK边沿触发器的的工作特点及逻辑功能；正确区分电平触发和边沿触发的概念。
4、时钟触发器的功能分类、功能表示方法及转换；了解触发器的电气特性。
5、理解触发器的VHDL描述例子，会利用MAX+PLUS Ⅱ软件对触发器功能进行仿真，能根据仿真结果波形清楚各个触发器的功能。
★学时数：6学时★重难点重点：各种触发器的逻辑功能和触发方式。
难点：边沿JK、D触发器的结构。
第四章 触发器上一章学习了组合逻辑电路：（1）SSI 构成；（2）中规模部件构成。
全加器、比较器、译码器、数据选择器、编码器。
组合电路和时序逻辑电路是数字电路的两大类，时序电路具有记忆功能，它的某一时刻输出信号，不仅取决于当时的输入信号，而且还与电路原来状态有关。
触发器是构成时序电路的基本单元，因此，在学习时序电路之前，必需先掌握触发器（了解电路结构，掌握其功能和触发方式、熟悉逻辑符号等），特别是D 触发器和JK 触发器。
概述：1、触发器的基本要求：每个触发器都有两个互非的输出端Q 和Q ，如SR 触发器。
①触发器应有两个稳定的状态“0”态：0=Q ，1=Q ；“1”态：1=Q ，0=Q 。
稳定：触发器在没有触发信号作用下，维持原来状态不变。
②能够接收，保存和输出一位二进制信息“1”和“0”。
2、触发器的现态和次态现态n Q —— 触发器接收输入信号之前的状态 次态1+n Q —— 触发器接收输入信号之后的状态。
3、触发器的分类：① 基本触发器（没有时钟输入端）。
② 时钟触发器（有时钟脉冲输入端，触发器按时钟节拍动作）。
4(新)
★ CP = 1 时，G3、G4
G4
S
0 1 CP
解除封锁，将输入信号 R 和 S 取非后送至基本 RS 触发器的输入端。 EXIT
R
增加了由时钟 CP 控制的门 G3、G4
集成触发器
2. 逻辑功能与逻辑符号 Q Q
G1 SD G3 Q3 Q4
G2 RD G4
RS功能 R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 R、S 信号 1 0 0 高电平有效 1 1 不定
SQn
特 性 表
R 0 0 0 0 1 1 1 1
S 0 0 1 1 0 0 1 1
00 01 11 10 Qn Qn+1 R 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 × × 1 1 同步RS触发器Qn+1的卡诺图 0 0 1 0 Q n1 S RQ n 0 × 特性方程 RS = 0(约束条件) 1 × EXIT
EXIT
Q = 1，Q = 0 时，称为触发器的 1 状态，记为 Q = 1； Q = 0，Q = 1 时，称为触发器的 0 状态，记为 Q = 0。
集成触发器
2. 工作原理及逻辑功能 工作原理 Q 0 Q 触发器被置 0 1
G1 1 1 S D 输 RD 0 0 1 1 入 SD 0 1 0 1 输 出 Q Q 0 1 1 RD 0
EXIT
集成触asic Flip - Flop
(一)由与非门组成的基本 RS 触发器
当 Sd=0 时， 当Sd=1时， Q =1，Q =0 Q =0，Q =1
n n n n
即当 Sd由0变为1时，或者 由1变为0时，状态不能保持。 接上反馈后， 当Sd=0时， Q =1，Q =0 Q =1，Q =0
G4
S
0 1 CP
解除封锁，将输入信号 R 和 S 取非后送至基本 RS 触发器的输入端。 EXIT
R
增加了由时钟 CP 控制的门 G3、G4
集成触发器
2. 逻辑功能与逻辑符号 Q Q
G1 SD G3 Q3 Q4
G2 RD G4
RS功能 R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 R、S 信号 1 0 0 高电平有效 1 1 不定
SQn
特 性 表
R 0 0 0 0 1 1 1 1
S 0 0 1 1 0 0 1 1
00 01 11 10 Qn Qn+1 R 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 × × 1 1 同步RS触发器Qn+1的卡诺图 0 0 1 0 Q n1 S RQ n 0 × 特性方程 RS = 0(约束条件) 1 × EXIT
EXIT
Q = 1，Q = 0 时，称为触发器的 1 状态，记为 Q = 1； Q = 0，Q = 1 时，称为触发器的 0 状态，记为 Q = 0。
集成触发器
2. 工作原理及逻辑功能 工作原理 Q 0 Q 触发器被置 0 1
G1 1 1 S D 输 RD 0 0 1 1 入 SD 0 1 0 1 输 出 Q Q 0 1 1 RD 0
EXIT
集成触asic Flip - Flop
(一)由与非门组成的基本 RS 触发器
当 Sd=0 时， 当Sd=1时， Q =1，Q =0 Q =0，Q =1
n n n n
即当 Sd由0变为1时，或者 由1变为0时，状态不能保持。 接上反馈后， 当Sd=0时， Q =1，Q =0 Q =1，Q =0
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(a)
(b)
S
& A Q
S由B到A
S
A
S由A到B
R
B & Q
B
R
+5V
Q
(4-28)
4.2
同步触发器
在数字系统中，如果要求某些触发器在同一时刻动 作，就必须给这些触发器引入时间控制信号。 时间控制信号也称同步信号，或时钟信号，或时钟 脉冲，简称时钟，用CP (Clock Pulse) 表示。 CP－控制时序电路工作节奏的固定频率的脉冲信号， 一般是矩形波。 具有时钟脉冲CP控制的触发器称为同步触发器，或 时钟触发器，触发器状态的改变与时钟脉冲同步。 同步触发器： 同步 RS 触发器 同步 D 触发器
二、触发器的现态和次态
现态Qn——触发器接收输入信号之前的状态 次态Qn+1——触发器接收输入信号之后的状态 （现态Qn和次态Qn+1的逻辑关系是研究触发器工作原理的基本 问题）
(4-3)
三、触发器的分类
从电路结构不同分 1、基本触发器 2、同步触发器 3、边沿触发器 基本触发器 从逻辑功能不同分 1、RS触发器 2、JK触发器 3、D触发器 4、T触发器 5、T’触发器
第四章
触发器
(4-1)
第4章
触发器
概述 4.1 基本触发器 4.2 同步触发器 4.3 边沿触发器 4.4 触发器的电气特性
(4-2)
概
述
数字电路：分组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 组合逻辑电路的基本单元是门电路。 时序逻辑电路的基本单元是触发器。 一、对触发器的基本要求
1、具有两个能自行保持的稳态——0状态和1状态（0状态和1 状态表征触发器的存储内容） 2、能够接收、保存和输出信号，即外加触发信号时，电路的 输出状态可以翻转；在触发信号消失后，能将获得的新态保存 下来。
13 12 11 CC4044 4 5 6
10 9
7
8
1R
1SA 1SB 1Q 2R 2S
2Q GND
4Q
NC 1S 1R EN 2R 2S VSS (b) CC4044 的引脚图
(a) 74LS279 的引脚图
1S
EN＝1时工作 EN＝0时禁止
(4-20)
一、填空题 1、按照电路结构和工作特点的不同，将触发器分成 ( )、 ( )和 ( )。 2、由与非门构成的基本RS触发器的特征方程为： ( )；约束条件为：( )。 3、填写下表所示的RS触发器特性表中的Qn+1。 二、选择题 n+1 R S Q 1、已知R、S是或非门构成的基本RS触发器 输入端，则约束条件为( )。 0 0 ⑴RS＝0 ⑵R+S＝1 ⑶ RS＝1 ⑷ R+S＝0 0 1 2、有1个与非门构成的基本RS触发器，欲使 1 0 Qn+1＝Qn，则输入信号应为( )。 1 1 ⑴ S＝0，R＝1 ⑵ S＝R＝1 ⑶ S＝1，R＝0 ⑷ S＝R＝0
Q &
SD
Q
Q
& RD
+5V
4.7k
t +5V
K
4.7k
(4-25)
基本RS触发器应用举例2: 按键消抖电路
按键电路及其抖动
由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上 稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及 断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,如上右图。 抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5ms～10ms。 这是一个很重要的时间参数。
0
1
Q
S 1
R 0
Q 0
&
&
S
1
0
R
①R=0、S=1时：由于R=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1； 再由S=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都 将变成0状态，这种情况称将触发器置0或复位。R端称为触发 器的置0端或复位端。
(4-6)
Q
1
0
Q
S 1 0
R 0 1
Q 0 1
&
&
S
(4-26)
消抖方法：硬件（触发器、电容），软件
• 在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。下图 所示的基本RS触发器为常用的硬件去抖。
(4-27)
基本RS触发器应用举例2:
消除机械开关振动引起的 抖动现象
S接B
S 接A 悬空时间
+5V 1k
+5V R 1k
S接A振动
S悬空时间 接 B振动
S
vo vo
0
1
R
②R=1、S=0时：由于S=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1； 再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不论触发器原来处于什么状态都 将变成1状态，这种情况称将触发器置1或置位。S端称为触发 器的置1端或置位端。
(4-7)
Q
1 0
0 1
Q
S 1
R 0
Q 0 1 不变
&
&
0
1
1
1
S
1
1
R
③R=1、S=1时：根据与非门的逻辑功能不难推知，触发器保 持原有状态不变，即原来的状态被触发器存储起来，这体现了 触发器具有记忆能力。
(4-21)
一、填空题 1、按照电路结构和工作特点的不同，将触发器分成(基本 触发器)、(同步触发器)和(边沿触发器)。 2、由与非门构成的基本RS触发器的特征方程为： ( Q n1 S RQ n )；约束条件为：(RS=0)。 3、填写下表所示的RS触发器特性表中的Qn+1。 二、选择题 R S Qn+1 1、已知R、S是或非门构成的基本RS触发器 n 0 0 Q 输入端，则约束条件为(⑴)。 0 1 1 ⑴ RS＝0 ⑵R+S＝1 ⑶ RS＝1 ⑷ R+S＝0 1 0 0 2、有1个与非门构成的基本RS触发器，欲使 不用 1 1 n +1 n Q ＝Q ，则输入信号应为(⑷)。 ⑴ S＝0，R＝1 ⑵ S＝R＝1 ⑶ S＝1，R＝0 ⑷ S＝R＝0
&
Q G2
G3 置1
置0 不允许
&
R & G 4 CP R Q
&
S Q G1
&
G2
S
R (4-31)
特征方程 由特性表可列出特征方程如下。
Q n1 S RQ n CP = 1期间有效 G1 RS 0 约束条件
G3
Q
&
&
Q
G2
S
&
R & G 4 CP R
从右图所示的电路也可以推 导出特征方程。 当 CP = 0
S
S R1
Q
n1
Q
n
保持
当 CP = 1 S CP S 1 S
R CP R 1 R
对照由与非门构成的基本 RS 触发器的逻辑功能也 可以得到上式的特征方程。
基本RS触发器的特性表
R 0 0 0 0 1 1 1 1 S 0 0 1 1 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn+1 0 1 1 1 0 0 不用 不用
基本RS触发器的简化特性表
R S Qn+1 注
0 0 1 1
0 1 0 1
Qn 1 0
不用
保持 置1 置0 不允许
(4-12)
0态
(4-10)
基本RS触发器的特性表
R 0 0 0 0 1 1 1 1 S 0 0 1 1 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 0 1 0 1 Qn＋1 × × 0 0 说明 触发器状态不定 触发器置0 触发器置1 触发器保持原状态不变
1 1 0 1
(4-11)
电路中，输入信号是R、S。当R＝0时R＝1、当R＝1 时R＝0；当S＝0时S＝1、当S＝1时S＝0。因此基本RS 触发器的特性表又可以表示如下：
（2）R、S之间存在约束，即两个输入不能同时为高电平。
(4-19)
4.1.3 集成基本触发器
3S
VCC 4S 4R 16 15 14 4Q 3SA 3SB 3R 3Q 13 12 11 74LS279 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 10 9 VDD 4S 4R 16 15 14 1Q 3R 3S 3Q 2Q
S高电平有 效置1
R高电平 有效置0
(4-18)
基本RS触发器的特点：
主要优点 （1）结构简单，仅由两个与非门或者或非门交叉连接构成。 （2）具有置0、置1和保持功能，其特性方程为
存在问题
Q n 1 S RQ n 约束条件 RS 0
（1）电平直接控制，即由输入信号直接控制触发器的输出， 电路抗干扰能力下降
输入信号直接加到输入端，是触发器的基本 电路结构，是构成其他类型触发器的基础。 同步触发器 触发器
（电平触发）
输入信号经过控制门输入，控制门受时钟信 号CP控制。（CP：Clock Pulse) 边沿触发器 只在时钟信号CP的上升沿或下降沿时刻，输 入信号才能被接收。
(4-4)
4.1
基本触发器
0状态：Q＝0、 Q ＝1
(4-29)
4.2.1 同步RS触发器
一、电路组成及工作原理
Q
时钟信号
Q
1. 电路及逻辑符号
控制门 只有CP=1时， G & 1 G3、G4导通 S G3
&
Q
Q
&
S CP R
S CP R 曾用符号 Q Q S C1 R S CP R 国标符号
(4-30)
G2
R & G 4
CP R 时钟信号
S
与非门G1、G2构成基本触发器，与非门G3、 G4是控制门，输入信号R、S通过控制门进行 传送，CP称为时钟脉冲，是输入控制信号。