数字逻辑电路第4章触发器

R
复位输入端 复位输入端 使Q端为 0 端
正是由于引入反馈，才使电路具有记忆功能 正是由于引入反馈，才使电路具有记忆功能 ! 引入反馈
1. 设 S = 1 ，R = 0
原理演示
的初始状态为 (1). 设Q的初始状态为 1 (2). 设Q的初始状态为 0 的初始状态为
Q Q Q Q
0
1
a b
0
1
0
0
0 1
1
S CP
R
1
Q a SD c S b
Q
Q Q 逻辑 符号
RD
R D R C S SD
d R
CP
S D 称异步置位端
RD
称异步复位端
平时异步输入端 应接无效电平
这根红颜色的线还 表示一重含义： 高电 表示一重含义：“高电 平有效” 即 平有效”， “ 只有 在时钟 CP＝1时，它 ＝ 时 才表现出应有的逻辑 功能； 功能如果 ＝0，输出 ； 如果CP＝ ， 则保持原状态” 端 Q 则保持原状态”。
a
1
b
1
S
1
1
R 0
S
1
1
R 0
结论： 结论：当 S ＝1、 R ＝0时，不管 端 、 时 不管Q端 的初始状态是什么， 的初始状态是什么，最终必为 0！ ！
2. 输入
S
=0，R = 1时：
原理演示
的初始状态为 (1). 设Q的初始状态为 0 (2). 设Q的初始状态为 1 的初始状态为
Q Q Q Q
同步时钟 同步时钟 脉冲 在CP=1时,R、S的变化才能引起 时 、 的变化才能引起 为正电位触发。 触发器翻转 。为正电位触发。 CP时钟脉冲未到，即 时钟脉冲未到， 时钟脉冲未到 CP=0时，C、D门 时 、 门 被封锁，无论S、 被封锁，无论 、R 端加什么信号它们 输出全是1， 输出全是 ，触发器 保持原来状态不变。 保持原来状态不变。 触发方式: 触发方式:电位触发
不定
同步 R-S 触发器的小结
Q
SD
1.当CP = 0 时,无论 、S 当 无论R、 无论 为何种取值组合， 为何种取值组合，输出端 a b 保持原态” RD 均“保持原态”； 2.只有当 只有当CP=1时,将c门 只有当 时将 门 c 门打开， 和d门打开，控制端 、S 门打开 控制端R、 d 的取值组合才会在输出端 有所反映，即有所谓“ 有所反映，即有所谓“特 S R CP 性表” 性表”。
特性表
功能表演示
简化特性表
S 1 1 1 1 0 0 0 0
R Qn Qn+1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 保持 1 0 置 0 ‘0’ 1 置‘1’ 1 禁用 1* 禁用 1* S 1 0 1 0
R
0 1 1 保持 0 不定，禁止 不定，
Q 0 1
Q
Q
a
SD RD Qn Qn+1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 保持 1 0 置‘0’ 0 1 置‘1’ 1 禁用 1* 禁用 1*
第4章 4.2 章
状态 不定
第4章 4.2 章
二、 同步RS触发器 同步RS RS触发器
1.电路结构与工作原理 1.电路结构与工作原理 Q Q B SD & & A RD & C R CP
假设 a 门翻转快 Q 0
1 a
Q 1 b
1
S
1 0
R 1 0
1
同时变为 时 当 S = R = 0 同时变为 1时 ，翻转快的 门输出变为0，另一个门则不翻转。 门输出变为 ，另一个门则不翻转。
Q
Q
X
a b
X
0S 1
R0
1
当 S = R = 0且同时变为 1时，翻转 且 时 快的门输出变为 0，另一个门则不翻转。 ，另一个门则不翻转。 一般并不了解门的翻转速度 ，故而该电 路的输出端可能处于不确定状态 。通常 路的输出端可能处于不确定状态 这种变化。 “ 禁止 ”S 和 出现 这种变化。 R
结构分类： 结构分类：
基本型（ 基本型（RS) 同步型（ 同步型（RS) (RS、 主从型 (RS、JK) 维持阻塞、利用传输门、 边沿型 (维持阻塞、利用传输门、 利用传输延时） 利用传输延时） RS、 （RS、D、JK)
§4. 1基本 RS 触发器 基本 反馈
Q
反馈
Q
两个输出端
& a
& b
S
置位输入端 置位输入端 使Q端为 1 端
触发器的现态和次态: 触发器的现态和次态:
触发器接收输入信号之前的状态叫现态: 触发器接收输入信号之前的状态叫现态:Qn 触发器接收输入信号之后的状态叫次态: 触发器接收输入信号之后的状态叫次态:Qn+1
第4章 4.1 章
功能分类： 功能分类：
RS型触发器 型触发器 JK型触发器 型触发器 D型触发器 型触发器 T型触发器 型触发器 T ′型触发器
低电平有效） 电平有效）称直接置位端 置位端； SD（低电平有效）或 SD（高电平有效）称直接置位端； 低电平有效） RD（低电平有效）或 RD（高电平有效）称直接复位端。 电平有效）称直接复位端。 复位端
基本RS触发器亦称之为置位、复位触发器。 基本RS触发器亦称之为置位、复位触发器。 RS触发器亦称之为置位
触发器具有什么功能 ? 形象地说， 它具有“一触即发”的功能。 形象地说， 它具有“一触即发”的功能。 在输入信号的作用下， 在输入信号的作用下，它能够从一种状态 ( 0 或 1 )转变成另一种状态 ( 1 或 0 )。 转变成另一种状态 。 触发器具有什么特点 ? 触发器的输出状态不仅和当时的输入有关， 触发器的输出状态不仅和当时的输入有关， 还与它的历史状态有关。触发器具有记忆功能! 还与它的历史状态有关。触发器具有记忆功能
Q Q
0
0
a b
1
1
1
1
a b
0 0 1
0
R 1 1 1 1 结论： 结论：当 S ＝1、 R ＝1时，不管 的 、 时 不管Q的 初始状态是什么， 初始状态是什么，最终保持原状态 !
S
1
0
S
R
4. 输入
， S = 0， R = 0 时 ：
Q Q X a b
原理演示
1
1
X
S
0
R
0
禁用
不管Q的初始状态是什么， 不管 的初始状态是什么，当 S ＝ R 的初始状态是什么 同时存在时， 、 ＝0 同时存在时，Q、Q 全是 1。 。
下降沿 触发
延迟输出
CP上升沿到来主触 CP上升沿到来主触 发器接收信号， 发器接收信号，从 触发器保持原态。 触发器保持原态。
CP下降沿到来主触 CP下降沿到来主触 发器被封锁， 发器被封锁，从触 发器接收主触发器 信号。 信号。
第4章 4.2 章
主从型触发器的动 作特点： 作特点：
（触发器分两步动作） 触发器分两步动作） CP=1时 当CP=1时，输入信号 进入主触发器， 进入主触发器，从触 发器CP=0被封锁； CP=0被封锁 发器CP=0被封锁； CP=0时 当CP=0时，主触发器 被封锁， 被封锁，从触发器 CP=1被开启。 CP=1被开启。 保持
Q a SD b Q
1
0
RD
0
c
1
d
1 0
1
S
Βιβλιοθήκη BaiduCP
R
1
(3). 输入 S = 0， R = 1 时 ： ， 输出端 Q 被清“ 0 ” 被清“
Q
0
Q
1
SD
a
b
RD
1 1
c d
0 1
0
S CP
R
1
(4). 输入 S = 1， R = 1 时 ： ， 该状态被禁止
Q 1 a
1 Q
b RD
SD
0
c d
2.同步 RS 触发器的特性表 简化 同步 触发器的特性表(简化 简化) 前提： 前提：在 CP＝1时才有 ＝ 时才有 R
0 0 1 1
S
0 1 0 1
Qn+1
保 1 0 禁 止 持
* Q n+1为 CP到来以后触发器的状态。 到来以后触发器的状态。 到来以后触发器的状态
画出同步RS触发器的输出端波形图 触发器的输出端波形图。 例：画出同步 触发器的输出端波形图。 假设Q的初始状态为 。 假设 的初始状态为 0。 期间，触发器的状态“ 在CP = 0 期间，触发器的状态“ 保持 ” CP R S Q Q
在前面所学习的组合逻辑电路中， 在前面所学习的组合逻辑电路中， 仅仅决定于
.
当时的 输入
. .
组 合 逻 辑 电 路
. . .
当时的 输出
构成组合逻辑电路 的基本单元是门电路 的基本单元是门电路
而在“时序逻辑电路” 而在“时序逻辑电路”中，
不仅与
.
当时的 输入
有关 而且与
. . . . .
过去的 输出
有关
时 序 逻 辑 电 路
. . .
当时的 输出
这， 就要求时序逻辑电路必须 具有记忆功能 ! 我们将要学习的“触发器”它就具有记忆功能。 ， 我们将要学习的“触发器”它就具有记忆功能。
第4章4.1 章
触发器有两个重要特点： 触发器有两个重要特点：
（1）触发器具有两个能自行保持的稳定的工作状 ） 态‘0’和‘1’。 和 。 （2）根据不同的输入信号触发器可以置成‘0’状 ）根据不同的输入信号触发器可以置成‘ 状 态或‘ 状态 具有记忆功能。 状态， 态或‘1’状态，具有记忆功能。
第4章目录 章目录
第四章 触发器
4.1 基本触发器 4.2 同步触发器 4.3 主从触发器 4.4 边沿触发器 4.5 时钟触发器的功能分类和转换 4.6 触发器的逻辑功能表示方法及转换
概述
和门电路一样， 和门电路一样，触发器也是构成各种复杂数字系 统的基本逻辑单元。 统的基本逻辑单元。触发器的基本逻辑功能是可以保 位二进制信息。 存1位二进制信息。
b
画出基本RS触发器 例：画出基本 触发器 的输出端波形图， 的输出端波形图，假设 Q端的初始状态为 0 。 端的初始状态为
S
R
R
S
Q Q
第4章4.2 章
基本RS触发器符号 基本RS触发器符号: 触发器符号:
SD RD 输入低电 平有效
Q Q Q的非
2.动作特点 2.动作特点
由于输入信号直接加在基本RS触发器的输出门上，输入 由于输入信号直接加在基本RS触发器的输出门上， RS触发器的输出门上 的状态。 信号在全部作用时间里都能改变输出端 Q 和 Q 的状态。
第4章 4.2 章
用或非门构成的基本RS 用或非门构成的基本RS触发器 RS触发器
输入高电 平有效
第4章 4.2 章
用或非门构成的基本RS 用或非门构成的基本RS触发器 RS触发器
用与非门构成的基本RS 用与非门构成的基本RS触发器 RS触发器
特性表
特性表
SD RD Qn Qn+1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 保持 1 1 置‘1’ 1 0 置‘0’ 0 禁用 0* 禁用 0*
1
0
a b
1
0
1
1
a b
0
0
S
1
0
R 1
S
0
1
R 1
结论： 结论：当 S ＝0、 R ＝1时，不管 、 时 不管Q 端的初始状态是什么， 端的初始状态是什么，最终必为 1！ ！
3. 输入 S = 1， R = 1 时 ： ， (1).设Q的初始状态为 0 设 的初始状态为
Q Q
原理演示
(2).设Q的初始状态为 1 设 的初始状态为
Q
第4章 4.2 章
特性表
S 0 0 1 1 0 0 1 1
R Qn Qn+1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
0 n Q 1 1 1 × × 1 1 1 1 0 0 特性方程: 特性方程: Qn+1= S+ R Qn , 0 SR=0 禁用 禁用
RQn S 00 01 0 0 1
Q a b
Q
SD
RD
S
c
R
d
被打开
S CP R
被打开
1 只有在 CP＝1 时，才有下面的功能表 。 ＝
(1). 输入 S = 0， R = 0 时 ： ， 输出端 保持原状态
Q a SD b Q
RD
1
c
1
d
0
S CP
0
R
1
(2). 输入 S = 1， R = 0 时 ： ， 输出端 Q 被置“ 1 ” 被置“
D & S
“ 同步 ”的含义：由时钟 决定 、S能 的含义：由时钟CP决定 决定R、 能 否 对输出端起控制作用。 对输出端起控制作用。 输出保 持原态
SD Q a b Q
输出保 持原态
RD
1
c
1
d R
被封锁
S CP
被封锁
0
不管R、 取何种组合 取何种组合， 不管 、S取何种组合，输出都保持原态 !
11 10
0
0
第4章 4.2 章
2.动作特点 2.动作特点
CP等于1的全部时间里S CP等于1的全部时间里S、R的变化都将引 等于 起输出端状态的变化。
第4章4.2 章
CP=0时 CP=0时 输入信 号变化 对输出 无影响
第4章 4.2 章
三、主从型触发器 1.主从RS触发器 主从RS 1.主从RS触发器
S
0 1
R
0 1
第4章4.2 章
存在过度过程
SD先变
S R 0 0 1 0 1 1 Q=0
S R 0 0 0 1 1 1 Q=1
RD先变
S、R 的0状态同时消失后Q状态不确定 状态同时消失后Q
假设 b 门翻转快 1
1 a b Q Q 1
0
S
1 0
0
R 0
1
同时变为 时 当 S = R = 0 同时变为 1时 ，翻转快的 门输出变为0，另一个门则不翻转。 门输出变为 ，另一个门则不翻转。