触发器与时序逻辑电路
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第11章 触发器与时序逻辑电路
11.1 触发器 11.2 时序逻辑电路的分析 11.3 计数器 11.4 寄存器
11.1 触发器
触发器输出有两种可能的状态：0、1；
输出状态不只与现时的输入有关，还与 原来的输出状态有关；
触发器是有记忆功能的逻辑部件。 按功能分类：R-S触发器、D型触发器、 JK触发器、T型等。
0 1Q
假设Qn=0 0
& c
1
T等于1时，触
发器在CP的作 用下不断翻转
& a
&
d
1
0
& b
0
来一个时钟翻转一次
1 1
CP
Q
Q
11.1.3 主从触发器
&c
&d
T触发器存在的问题
&a
&b
CP
1、计数脉冲必须严密配合，CP脉冲不能太 长，否则触发器将产生空翻现象（CP=1 期间，输出状态翻转若干次）。
S
状态不定
Q
Q
2 .门控D触发器
Q
& c
RD
& a
CP
Q
& d
SD
& b
D 输入端
CP=0时，a、b门被堵，输出保持原态：
Q
Q 保持
&
&
c
d
RD
1
& a
1 SD &
b
CP 0
D
CP=1时，a、b门被打开，输出由D决定：
若D=0
1Q & c
Q0 &
d
RD
0
& a 1
CP 1
1 SD &
b
D0
CP=1时，a、b门被打开，输出由D决定：
3.JK触发器
JK触发器的功能 最完善，有两个 控制端J、K。
QQ
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q F主 Q
R1 C S1
K CP J
JK触发器的功能
J=K=0时：
被封锁
QQ
保持原态
Q F从 Q
R2 C S2
CP
F主
R1 C S1
=0 K CP J =0
J=K=1时：
相当于T触 发器T=1
QQ
2、为了解决空翻现象，可以采用主从方 式触发的触发器。
电路结构
正反相，不 能同时工作
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
CP
工作原理 F从关闭 F主打开
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
输出反 馈到F主
0
1 CP
工作原理 F从打开 F主关闭
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
& a
Q
& d
SD
& b
时钟信号
R
CP
S
CP=0时
Q
& c
Q
& d
RD
1
& a
1
SD
& b
R
CP 0
S
触发器保持原态
CP=1时
Q
& c
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q
& d
RD
R
& a
S
SD
& b
R
CP 1 S
R、S的作用正好与基本RS触发器R 、S 相反
RS触发器的真值表
CP
R
S
Q
Q
0
φ
φ
保持
1
0
0
保持
1
0
1
1
0
1
1
0
0
原态。稳态情况下，两输出互补。一般定义Q为触发器 的状态。
2、在控制端加入负脉冲，可以使触发器状态变化。 S端加 入负脉冲，使Q=1，S 称为“置位”或“置1”端。 R端 加入负脉冲，使Q=0， R称为“复位”或“清0”端。
11.1.2 门控触发 器
1. 门控RS触发器
Q
& c
直接置0 或置1
RD
特性方程 Qn1S RQn SR0 约束条件
时序图
CP Q
下降沿翻转！
2. T触发器
T=0时CP不起 作用，状态保 持不变，T=1 来一个脉冲翻 转一次。
Q
Q
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q F主 Q
R1 C S1
T
CP
功能表
T
Q n1
0
Qn
n
1
Q
逻辑符号
Q
Q
RD T C SD
时序图 CP T Q
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
0
CP
输出反 馈到F从
1
0
由此可见，主从触发器一个CP 只能翻转一次。 翻转时刻描述：
前沿处，输出 交叉反馈到F主。
后沿处，输出 传递到F从翻 转完成。
CP
1.主从RS触发器
逻辑符号
Q
Q
RD C SD
CP边沿 处翻转
CP负沿 处翻转
Q
Q
新逻辑符号
RC S
CP边沿 处翻转
0
Q
1
& a
1
Q
0
& b
R1 0
1S 1
输出变为：Q 0 Q 1
输入 R =1, S=0时 若原状态：Q 0 Q 1
Q1 0
& a
0Q 1
& b
1R 1
1 S0
输出变为：Q 1 Q 0
输入 R =1, S=0时 若原状态： Q 1 Q 0
Q0 0
& a
1Q 1 &
b
1R 1
0 S0
Q F从 Q
R2 C S2
若D=1
0Q & c
Q1 &
d
RD
1
& a 0
CP 1
0 SD &
b
D1
真值表
D
Qn+1
0
0
1
1
特性方程
Qn1 D
逻辑符号
Q
Q
RD D C SD
例：画出D触发器的输出波形。
CP D Q
Q
3.门控JK触发器
与门控RS触发器相比
S JQ
R KQ
J
K Qn+1
0
0
Qn
010
101
n
1 1Q
Q
Q
&
&
1
1
1
1
不确定
简化的功能表
R
S
0
0
0
1
1
0
1
1
Qn+1 Qn 1 0 不确定
Qn+1 ---下一个状态（CP过后） Qn---原状态
逻辑符号
Q
Q
RD R C S SD
特性方程
Qn1S RQn SR0 约束条件
例：画出RS触发器的输出波形 。 Set Reset 保持 使输出全为1
CP
R
CP撤去后
输出全是1
Q1
1Q
&
&
a
b
0
0
R
S
但当R = S =0同时变为1时，当负脉冲消 失后，触发器的状态将由偶然因素决定。
基本RS触发器的真值表
R
S
Q
Q
1
1
保持原状态
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
同时变为 1 后不确定
基本RS触发器的真值表
R
S
Q
Q
1
1
保持原状态
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
同时变为 1 后不确定
1、触发器是双稳态器件，只要令 R = S =1，触发器即保持
11.1.1 基本RS触发器 1.电路结构与符号 反馈
以Q的状态，作为 触发器的状态。
Q
Q 两个输出端
&
&
a
b
QQ
R
S
两个输入端
RS
逻辑符号
输入 R =0, S=1时 若原状态： Q 0 Q 1
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
R0
1S
0
1
输出仍保持：Q 0 Q 1
输入 R =0, S=1时 若原状态：Q 1 Q 0
输出保持：Q 1 Q 0
输入 R =1, S=1时
若原状态：Q 1 Q 0
Q0 0
& a
1Q 1 &
b
1
10
1
R
S
输出保持原状态：Q 1 Q 0
输入 R =1, S=1时
若原状态： Q 0 Q 1
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
1
01
1
R
S
输出保持原状态：Q 0 Q 1
输入 R =1, S=1时
c
d
&
&
a
b
J
K
CP
功能表
J
K
Qn+1
0
0
Qn
0
1
0
1
0
1
n
1
1
Q
逻辑符号
Q
Q
RD K C J SD
特性方程 Qn1 JQn KQn
4. 门控 T触发器
Q
T等于0时 & c
T等于0时，触
发器状态不变 & a
Q &
d &
b
a、b门被堵，输出保持原态 CP T
T等于1工作原理 a、b门被打开
1 Q0
11.1 触发器 11.2 时序逻辑电路的分析 11.3 计数器 11.4 寄存器
11.1 触发器
触发器输出有两种可能的状态：0、1；
输出状态不只与现时的输入有关，还与 原来的输出状态有关；
触发器是有记忆功能的逻辑部件。 按功能分类：R-S触发器、D型触发器、 JK触发器、T型等。
0 1Q
假设Qn=0 0
& c
1
T等于1时，触
发器在CP的作 用下不断翻转
& a
&
d
1
0
& b
0
来一个时钟翻转一次
1 1
CP
Q
Q
11.1.3 主从触发器
&c
&d
T触发器存在的问题
&a
&b
CP
1、计数脉冲必须严密配合，CP脉冲不能太 长，否则触发器将产生空翻现象（CP=1 期间，输出状态翻转若干次）。
S
状态不定
Q
Q
2 .门控D触发器
Q
& c
RD
& a
CP
Q
& d
SD
& b
D 输入端
CP=0时，a、b门被堵，输出保持原态：
Q
Q 保持
&
&
c
d
RD
1
& a
1 SD &
b
CP 0
D
CP=1时，a、b门被打开，输出由D决定：
若D=0
1Q & c
Q0 &
d
RD
0
& a 1
CP 1
1 SD &
b
D0
CP=1时，a、b门被打开，输出由D决定：
3.JK触发器
JK触发器的功能 最完善，有两个 控制端J、K。
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q F主 Q
R1 C S1
K CP J
JK触发器的功能
J=K=0时：
被封锁
保持原态
Q F从 Q
R2 C S2
CP
F主
R1 C S1
=0 K CP J =0
J=K=1时：
相当于T触 发器T=1
2、为了解决空翻现象，可以采用主从方 式触发的触发器。
电路结构
正反相，不 能同时工作
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
CP
工作原理 F从关闭 F主打开
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
输出反 馈到F主
0
1 CP
工作原理 F从打开 F主关闭
Q
Q
Q
Q
F从
R2 C S2
& a
Q
& d
SD
& b
时钟信号
R
CP
S
CP=0时
Q
& c
Q
& d
RD
1
& a
1
SD
& b
R
CP 0
S
触发器保持原态
CP=1时
Q
& c
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q
& d
RD
R
& a
S
SD
& b
R
CP 1 S
R、S的作用正好与基本RS触发器R 、S 相反
RS触发器的真值表
CP
R
S
Q
Q
0
φ
φ
保持
1
0
0
保持
1
0
1
1
0
1
1
0
0
原态。稳态情况下，两输出互补。一般定义Q为触发器 的状态。
2、在控制端加入负脉冲，可以使触发器状态变化。 S端加 入负脉冲，使Q=1，S 称为“置位”或“置1”端。 R端 加入负脉冲，使Q=0， R称为“复位”或“清0”端。
11.1.2 门控触发 器
1. 门控RS触发器
Q
& c
直接置0 或置1
RD
特性方程 Qn1S RQn SR0 约束条件
时序图
CP Q
下降沿翻转！
2. T触发器
T=0时CP不起 作用，状态保 持不变，T=1 来一个脉冲翻 转一次。
Q
Q
Q F从 Q
R2 C S2
CP
Q F主 Q
R1 C S1
T
CP
功能表
T
Q n1
0
Qn
n
1
Q
逻辑符号
Q
Q
RD T C SD
时序图 CP T Q
CP
Q
Q
F主
R1 C S1
0
CP
输出反 馈到F从
1
0
由此可见，主从触发器一个CP 只能翻转一次。 翻转时刻描述：
前沿处，输出 交叉反馈到F主。
后沿处，输出 传递到F从翻 转完成。
CP
1.主从RS触发器
逻辑符号
Q
Q
RD C SD
CP边沿 处翻转
CP负沿 处翻转
Q
Q
新逻辑符号
RC S
CP边沿 处翻转
0
Q
1
& a
1
Q
0
& b
R1 0
1S 1
输出变为：Q 0 Q 1
输入 R =1, S=0时 若原状态：Q 0 Q 1
Q1 0
& a
0Q 1
& b
1R 1
1 S0
输出变为：Q 1 Q 0
输入 R =1, S=0时 若原状态： Q 1 Q 0
Q0 0
& a
1Q 1 &
b
1R 1
0 S0
Q F从 Q
R2 C S2
若D=1
0Q & c
Q1 &
d
RD
1
& a 0
CP 1
0 SD &
b
D1
真值表
D
Qn+1
0
0
1
1
特性方程
Qn1 D
逻辑符号
Q
Q
RD D C SD
例：画出D触发器的输出波形。
CP D Q
Q
3.门控JK触发器
与门控RS触发器相比
S JQ
R KQ
J
K Qn+1
0
0
Qn
010
101
n
1 1Q
Q
Q
&
&
1
1
1
1
不确定
简化的功能表
R
S
0
0
0
1
1
0
1
1
Qn+1 Qn 1 0 不确定
Qn+1 ---下一个状态（CP过后） Qn---原状态
逻辑符号
Q
Q
RD R C S SD
特性方程
Qn1S RQn SR0 约束条件
例：画出RS触发器的输出波形 。 Set Reset 保持 使输出全为1
CP
R
CP撤去后
输出全是1
Q1
1Q
&
&
a
b
0
0
R
S
但当R = S =0同时变为1时，当负脉冲消 失后，触发器的状态将由偶然因素决定。
基本RS触发器的真值表
R
S
Q
Q
1
1
保持原状态
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
同时变为 1 后不确定
基本RS触发器的真值表
R
S
Q
Q
1
1
保持原状态
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
同时变为 1 后不确定
1、触发器是双稳态器件，只要令 R = S =1，触发器即保持
11.1.1 基本RS触发器 1.电路结构与符号 反馈
以Q的状态，作为 触发器的状态。
Q
Q 两个输出端
&
&
a
b
R
S
两个输入端
RS
逻辑符号
输入 R =0, S=1时 若原状态： Q 0 Q 1
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
R0
1S
0
1
输出仍保持：Q 0 Q 1
输入 R =0, S=1时 若原状态：Q 1 Q 0
输出保持：Q 1 Q 0
输入 R =1, S=1时
若原状态：Q 1 Q 0
Q0 0
& a
1Q 1 &
b
1
10
1
R
S
输出保持原状态：Q 1 Q 0
输入 R =1, S=1时
若原状态： Q 0 Q 1
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
1
01
1
R
S
输出保持原状态：Q 0 Q 1
输入 R =1, S=1时
c
d
&
&
a
b
J
K
CP
功能表
J
K
Qn+1
0
0
Qn
0
1
0
1
0
1
n
1
1
Q
逻辑符号
Q
Q
RD K C J SD
特性方程 Qn1 JQn KQn
4. 门控 T触发器
Q
T等于0时 & c
T等于0时，触
发器状态不变 & a
Q &
d &
b
a、b门被堵，输出保持原态 CP T
T等于1工作原理 a、b门被打开
1 Q0