第5章 触发器(5)

第五章 触发器
+5V
SBCLR
与非门2输出为1， 时钟脉冲加到四个 D触发器的CP端， SB未按下，D触发器 的零状态不变。
SB1
D Q1 CP Q1
RD
D
SB2
•
SB3
• • •
按下SB1 SB4中任一个 按钮，对应触发器的 D端为高电平。
•
SB4
•
&
Q2 1 D CP Q2 D RD 0 Q3 D CP Q3 D RD Q4 D D CP Q4 RD
J, K Q m
1 ） 电 路 组 成 及 工 作 原 理
从
CP＝0时：主锁存器封 锁，从锁存器打开 。
Qm Qn
主
动作特点： F主、F从轮流工作。
第五章 触发器
2)触发方式（脉冲触发）
主从结构的触发器采用双节拍工作方式：
第一节拍：CP=1期间，主锁存器状态随输入信号变 化， 从锁存器状态不变。 第二节拍：CP下降沿到来时（由1变0时），主锁存器 被封锁，从锁存器按照主锁存器状态 翻转。 主从JK触发器在CP高电平期间接收信号，在CP 的下降沿 到来时，触发器的状态转换。
D CP 1
1J
1K
K=D 即可
第五章 触发器
2、 D触发器转换为J-K触发器 Qn+1=J Qn+K Qn 令D=J Qn+K Qn =J Qn K Qn
& &
1D Q Q
Qn+1=D
K
J
1
&
C1
CP
第五章 触发器
例. 四人抢答器电路
设计一个4人抢答电路，具体要求如下：
1. 用边沿D触发器及与非门实现。 2. 每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发 出抢答信号。 3. 竞赛主持人有一个开关，用于将电路复位。 4. 竞赛开始后，先按动按钮将对应的一个发 光二极管点亮，此后其他三人再按动按钮 对电路不起作用。
2、它在某一时刻的输出状态不仅与该时 刻的输入 信号有关,还与电路原来的输出 状态有关 3、输出、输入间有反馈路径。
第五章 触发器
重点掌握：锁存使能；
§5.1 锁存器和触发器
**锁存器与触发器异同点
触发方式(翻转时刻)；功能
共同点：具有0 和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行 保持。一个锁存器或触发器能存储一位二进制码。 不同点：
•
Q
RD
&
•
Q
图5.2.5
主要用于各种触发器置/复位
第五章 触发器
输入RD=0, SD=1时 1 0
输入RD=1, SD=0时
Q
Q
Q
0
1
& b
Q
& a
& b
0
& a 1 1
R
D
0
R
D
1
SD
1
0
SD
0
输出： Q 0
Q 1
输出： Q 1 Q 0
第五章 触发器
输入RD=1, SD=1时 若原状态： Q
第五章 触发器
锁存器和触发器的分类： 基本锁存器（无使能端）
锁存器 (非严格定时)
SR、D锁存器 主从触发器 触发器 (严格定时) 维持－阻塞触发器
SR、JK、D、T触发器
第五章 触发器
一、 锁存器 5.2.1 （一）基本SR锁存器 1. 电路组成及工作原理
SD &
SD：置位端；RD：复位端 低电平有效，只能有一个 有效
触发器逻辑功能的转换 (一)意义：
§5.2
5.4.5
（1）市售多为JK、D触发器。 （2）转换方法有普遍性。 (二) 方法： 1）写出目标器件的特性方程 2）写出原始器件的特性方程 3）两方程联立得出原始器件输入信号的关系式
注意：功能可转换，但触发方式不能。
第五章 触发器
(三) 转换举例： 1、 J-K触发器转换为D触发器 Qn+1=D=D( Qn+ Qn) =D Qn+ DQn Qn+1=J Qn+K Qn 令J=D
第五章 触发器
总结：
1.按结构 基本锁存器 电路简单；无控制端
触发器
随时钟动作，抗干扰能力强；
第五章 触发器
2.按逻辑功能分
RS触发器
JK触发器 D触发器
Q
n 1
S RQ
n
n
RS 0
n
Q
n 1
J Q KQ
Q
Q
n 1
D
T Q TQ
n n
T触发器
n 1
第五章 触发器
2) 初态，用Qn表示；次态，用Qn+1表示；翻转 3)置位(Q置1)、复位(Q置0)；置位端、复位端 4)时钟CP，锁存使能端
5)功能描述方法：功能表、特性方程、状态转移图、
时序波形图
第五章 触发器
锁存器：
三种输入:(使能信号)，输入信号，Qn 两个输出： Q Q 触发器： 三种输入：CP，输入信号，Qn 两个输出： Q Q
第五章 触发器
(二)维持－阻塞型 D触发器。 5.3.2
Q Q
e
f
c
d CP
a
D
b
图5.3.5
第五章 触发器
Q
Q e f
不变
*工作原理(略）：
CP=0时： Q保持不变
1 c
1
d D
D
a b
0 CP
1
D
1
第五章 触发器
D Q e D c f
D Q
*工作原理：
CP由0变成1时： Q=D （CP由0变成 1瞬间的）
&
1
1 0
&
1 2
3
0 1
第五章 触发器
作业(五版)： 5.4.1 5.4.5 5.4.7
E
锁存器---对脉冲电平敏感的存储 电路，在特定输入脉冲电平作用下 改变状态。
E
CP
触发器---对脉冲边沿敏感的存储电 路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿 的变化瞬间改变状态。
CP
第五章 触发器
由逻辑门加上反馈电路构成，电路有两个互补的输 出端Q和Q，其中Q的状态称为锁存器和触发器的状态。
相关概念： 1)稳定工作状态（1态：Q=1，Q=0；O态：Q=0，Q=1）
第五章 触发器
第五章
锁存器和触发器
5.1 锁存器和触发器
5.2 触发器的逻辑功能转换
第五章 触发器
1、由逻辑门、组合逻辑器件组成 组合逻 辑电路 2、它在某一时刻的输出状态仅由该时刻 的输入信号状态决定
数 字 电 路
3、输出、输入间无反馈路径
1、由组合电路、触发器、时序逻辑器件
构成 时序逻辑 电路
RD
& a
10
R
D
& b
SD
SD
复位端
置位端
0 1
逻辑符号
输出：全是1
注意：当RD、SD同时由0变为1时，
翻转快的门输出变为0，另一个不得翻转。 因此，该状态为不定状态。
第五章 触发器
2、功能表（重点）
简化特性功能表 SD RD Qn+1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 Qn 0 不定
基本RS触发器功能表 SD RD Qn 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 Qn+1 0 1 0 0 1 1 不定 不定
D
d D
CP
D
a b
D
第五章 触发器
Q
Q e f 0 1 c
*工作原理：
CP=1时： 由上页分析，c,d 为互补输出
D无法输出到Q。 Q保持不变
维持－阻塞型 D触发器。 置0维持 置1阻塞线
aa
D=0 D=1
置 0 阻 塞 线
d
1 CP
b
D
置1维持线
第五章 触发器
百度文库
D触发器
(1)特性方程 Qn+1=D (2)触发方式：边沿触发（在CP脉冲的上升沿到来前一 瞬间接收信号，在CP上升沿到来时产生状态转换。 ）
1
CP
2
3
4
D Q
在CP脉冲的上升沿到来前一瞬间接收信号， 在CP上升沿到来时产生状态转换。
第五章 触发器
RD 1D C1
Q Q
RD 1D C1 SD
Q Q
SD
上升沿触发 边沿D触发型
在CP脉冲的上升沿到来 前一瞬间接受信号，在 CP上升沿到来时产生状 态转换。
下降沿触发 边沿D触发型 在CP脉冲的下降沿到来 前一瞬间接受信号，在 CP下降沿到来时产生状 态转换。
(3)D触发器特性表 RD Q
C1
SD
1D
Q
D 0 0 1 1
Qn 0 1 0 1
Qn+1 0 0 0 1 1 1
Qn+1跟随D
第五章 触发器
4)D触发器的状态转换图
D=0 D=1
1 0
Qn+1=D
D = 0
D = 1
第五章 触发器
例：已知上升沿触发的边沿D触发器CP和D端的波 形，试画出输出端Q的波形。设初态 Q=0
3)特性方程 Qn+1 = J Qn + K Qn
特性方程：触发器次态Qn+1与输入及现态Qn之间的逻辑关系式。 (状态方程)
第五章 触发器
4)功能表
JK触发器特性表
简化特性表
J 0 0 1 1 0 0 1 1
K 0 0 0 0 1 1 1 1
Qn
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0
第五章 触发器
例：初态Q=0，画出下降沿触发主 从JK触发器在CP作用下Q端的波形。
1 2 3 4 5
特性表
CP
J K Q
J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn
第五章 触发器
习题5.4.7
CP
A
Q
第五章 触发器
集成
主从
JK 触发器
74112.msm
PRE置１；CLR清０
Q
保持！
若原状态： Q
Q
1
Q 0
0
Q 1
Q
0 0
& a
1
R
D
1 1 & b 1
Q
1 1
& a 1 1
R
0 0 & b 0 1
0
Q 0
SD
D
SD
1
输出保持原状态：
Q 1
输出保持原状态：
Q 0 Q 1
第五章 触发器
输入RD=0, SD=0时 1 1 Q Q
1 0 0 1
Q
Q
R S
功能表：锁存器（触发器）次态与输入及现态的关系表
第五章 触发器
例 R R
S S
画时序波形图
Q
Q 置1 保持 置1 置0 置1 不定 置1
时序波形图：反映锁存器（触发器）输入信号取值 和输出状态之间对应关系的图形称为波形图。
第五章 触发器 二、 触发器 5.３&5.4
(一)主从型 J K 触发器 CP＝1时：主锁存器打 开，从锁存器封锁 。
第五章 触发器
集成
边沿
D触
发器
第五章 触发器
（三）T触发器（自学） 5.4
(2)T触发器特性表 RD
T Qn
Q
Qn+1
T C1 Q SD (1)符号
(3)特性方程
0 0 1 1
0 1 0 1
0 Qn 保持功能 1 1 Qn 计数功能 0
Qn+1=TQn+TQn
具有计数、分频功能
T’ 触发器：当T=1时，Qn+1=Qn
Qn+1 Qn 1 0
保持
J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn
Qn+1=J Qn+K Qn
Qn+1跟随 J变化 Qn
翻转
第五章 触发器
5)状态转换图
J =X K=1
Qn+1=J Qn+K Qn
J=X K=0
1 J = 1 K=X
0
J =0 K=X
状态转换图：描述触发器的状态转换关系及转换条 件的图形称为状态图。