第五章 触发器的逻辑功能及其描述方法

2.由与非门组成的SR锁存器 2.由与非门组成的SR锁存器 由与非门组成的SR
一、电路结构与工作原理 正常情况下， 正常情况下， 两输出端的状态 保持相反。 保持相反。通常 以Q端的逻辑电 平表示触发器的 状态， =1， 状态，即Q=1， Q=0时，称为“1” =0时 称为“ 反之为“ 态；反之为“0” 态。 两互补输出端 Q Q 反馈线
CP高电平时触发 CP高电平时触发 器状态由R 器状态由R、S确定
例2：画出电平触发SR触发器的输出波形。 画出电平触发SR触发器的输出波形 触发器的输出波形。 设触发器的初态为Q=0。 设触发器的初态为Q=0。
S 0 0 1 1
R 0 1 0 1
Qn+1 Qn 0 1 不定
三、电平触发的D触发器 电平触发的D D
Q
Q
.
触发器的翻转 时刻受CP 时刻受CP 控 CP高电 制（CP高电 平时翻转） 平时翻转）， 而触发器的状 态由R 态由R，S的状 决定。 态决定。 & G1 1 SD
打开
.
& G2 RD 1
& G3 1 CP
& G4
打开
S
R
当 CP = 1 时 触发器状态由R， 触发器状态由 ，S 输入状态决定。 输入状态决定。 1 SD
1 1.
触发器保持 “1”态不 ” Q Q变
.
0 1
0 0
& G1 S1
Baidu Nhomakorabea
& G2
R 1
(4) S =0， R = 0
“1”态 ” 当信号S 当信号 = R = 0 Q 1 同时变为1时 同时变为 时，由 1. 于与非门的翻转 时间不可能完全 & G1 相同， 相同，触发器状 态可能是“ ” 态可能是“1”态， 1 1 1 0 1 也可能是“ ” 也可能是“0”态， S0 不能根据输入信 号确定。 号确定。 Q
时钟脉冲
CP
R
当CP=0时 时 R，S 输入状态 不起作用。 不起作用。 触发器状态不变 1 SD
被封锁
Q
Q
.
& G1 1 & G3 0 CP
.
& G2 1 & G4
被封锁
RD1
注意：用 SD，RD 将触 注意： 发器置位或复位时， 发器置位或复位时，应 在CP=0时进行。 时进行。
S
R
当 CP= 1 时
它是一种电平控制触发器 它是一种电平控制触发器。 电平控制触发器。 R (Reset Direct)-直接置“0”端(复位端) Direct)-直接置“ 复位端) S (Set Direct)-直接置“1”端(置位端) Direct)-直接置“ 置位端)
锁存器的输出波形 例1： 画出基本 RS 锁存器的输出波形
CLK
D CLK
1D C1
Q Q
利用COMS传输门组成的电平触发D 利用COMS传输门组成的电平触发D触发器
例：电平触发D触发器的CLK和输出端D的电压波 电平触发D触发器的CLK和输出端 和输出端D 形如图所示，画出Q 的电压波形。 形如图所示，画出Q和Q的电压波形。
CLK
D
Q
Q
5.4 脉冲触发的触发器
第五章 触发器
概述 5.1 SR锁存器 SR锁存器 5.2 电平触发的触发器 5.3 脉冲触发的触发器 5.4 边沿触发的触发器 5.5 触发器的逻辑功能及其描述方法
概述
触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路。 触发器是构成时序逻辑电路的基本单元电路。 触发器具有记忆功能，能存储一位二进制数码。 触发器具有记忆功能，能存储一位二进制数码。 触发器有二个基本特性： 触发器有二个基本特性： 一定条件下，触发器可维持两种稳定状态（ 一定条件下，触发器可维持两种稳定状态（0、1） 一保持不变；分别用来表示逻辑0和逻辑1 一保持不变；分别用来表示逻辑0和逻辑1； 在适当的外加输入信号（外触发）作用下， 在适当的外加输入信号（外触发）作用下，可从一 种状态翻转到另一种状态；在输入信号取消后， 种状态翻转到另一种状态；在输入信号取消后，能将 获得的新状态保存下来。 获得的新状态保存下来。
触发器保持 “1”态不 ” Q Q变
.
0 1
.
0 0
& G1 S0 置位端
& G2
R1
(3) S =1， R = 1
设原态为“ ” 设原态为“0” 态 0 Q 0 Q1
.
1 1 0
.1
& G2 1 R
& G1 保持为“ ” 保持为“0” 态
S
设原态为“ ” 设原态为“1” 态 当 S=1， ， R=1时， 时 触发器保持 原来的状态， 原来的状态， 即触发器具 有保持、 有保持、记 忆功能。 忆功能。
主从SR触发器真值表 主从SR触发器真值表 只在CP从 变为0时有效） （只在CP从1变为0时有效）
功能与电平触发SR触发器完全相同 功能与电平触发 触发器完全相同 。
例1：已知主从RS 触发器的CP和S、R波形， 已知主从RS 触发器的CP和 波形， 端的波形，设触发器的初态为Q=0。 试画出 Q 端的波形，设触发器的初态为Q=0。
Q′
0 1
1
Q
0
Q
CP 0
F从打开 从触发器的状态取 决于主触发器， 决于主触发器，并 保持主、 保持主、从状态一 致，因此称之为主 从触发器。 从触发器。 F主封锁 状态保持不变。 状态保持不变。
0
Q
F从 S CI R
Q′
Q
F主 S ′ CI R ′ 0 S R
1 0 CP
Q′
1 1
3) 主从SR触发器·特性表 主从SR触发器 触发器·
CP 0 S 0 R 0 Q’ 0 Q 0 t 1 2 3 4 5 6 t t
t
t
例2：已知主从SR 触发器的CP和S、R波形， 已知主从SR 触发器的CP和 波形， 端的波形，设触发器的初态为Q=0。 试画出 Q 端的波形，设触发器的初态为Q=0。
cp t t
S 0 R 0 Q’ 0 Q 0 Q 0
CP × S × 0 0 0 0 1 1 1 1 R × 0 0 1 1 0 0 1 1 Q
n
Q
n+1 n
功能
× 0 1 0 1 0 1 0 1
Q
Q n+1 = Q n 保持 Q n+1 = Q n 保持
Q n +1 = 0 置 0
0 1 0 0 1 1 不定 不定
Q n +1 = 1 置 1
不允许
逻辑符号 Q Q
同时变 1后不确定 后不确定 S R
低电平有效
或非门组成的基本RS 或非门组成的基本RS 锁存器的特性表
S
R
置0 置1
注意
正常工作时应遵守SR =0的约束条件 即不应加以 S = R =0的输入信号。
二、动作特点： 动作特点： 在基本RS 锁存器中 在基本RS 锁存器中，因输入信号直接 加在输出门上，所以输入信号在全部作用时 加在输出门上，所以输入信号在全部作用时 都能直接改变输出端Q 的状态。 间里，都能直接改变输出端Q和Q的状态。
触发器置“ ” 触发器置“0”
1 CP
R1
(4) S =1, R= 1
Q=0 1 Q
若先翻
Q 1 Q=1
.
& G1 1 0 1 & G3 1
.
若先翻
当时钟由 1变 0 后 变 触发器状态不定
& G2 1 0 RD 1 & G4
1 SD
S1
1 CP 0
R1
电平触发SR触发器特性表 电平触发SR触发器特性表
Q
F从 S CI R CP
Q′
Q
主触发器
F主 S ′ CI R ′ S CP R
Q′
2) 工作原理 CP=1时 CP=1时 F从封锁 F从状态保持不变。 状态保持不变。 F主打开 F主状态由S、R决 状态由S 定，接收信号并 暂存。 暂存。
Q
Q
Q
F从 S CI R CP
Q′
Q
F主 S ′ CI R ′ 1 S R CP
触发方式： 触发方式：电平触发方式
存在问题 CP=1期间内若输入信号多次发生变化， CP=1期间内若输入信号多次发生变化， 期间内若输入信号多次发生变化 则触发器的输出状态也会发生多次翻转 多次翻转。 则触发器的输出状态也会发生多次翻转。
例1：画出电平触发SR 触发器的输出波形。 画出电平触发SR 触发器的输出波形。 真值表 CP S R Q 0 Q 1 不定 不定 S 0 0 1 1 R 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1 不定
CP 0 1 1 1 1 1 1 1 1 S × 0 0 0 0 1 1 1 1 R × 0 0 1 1 0 0 1 1 Q
n
Q
n+1 n
功能
× 0 1 0 1 0 1 0 1
Q
Q n+1 = Q n 保持 Q n+1 = Q n 保持 Q n +1 = 0 置 0 Q n +1 = 1 置 1
不允许
t
t
t
t
2. 主从JK 触发器 主从JK
1）电路结构 逻辑符号 Q Q
反 馈 线
Q
Q
G1 & G3 & Qm G5 & 从
& G2 & G4 Qm & G6 主 & G8 K CP 1 G9
1J CI J CP
1K K
G7 & J
2) 工作原理
1
Q
Q
CP 0 F从封锁 F从状态保持不变。 状态保持不变。 F主打开 F主状态由S'、R' 状态由S 决定， 决定，接收信号 并暂存。 并暂存。
0 1 1 1 0 0 不定 不定
电平触发SR触发器真值表 电平触发SR触发器真值表
Qn—时钟到来前触发器的状态 Qn+1—时钟到来后触发器的状态 时钟到来后触发器的状态
二、动作特点： 动作特点： 1.在CP=0期间，G3、G4被封锁，触发器状 1.在CP=0期间 G3、G4被封锁 期间， 被封锁， 态不变。 态不变。 2.在CP=1的全部时间里R 和S的变化都将引 2.在CP=1的全部时间里 的全部时间里R 起触发器的输出状态的变化。 输出状态的变化 起触发器的输出状态的变化。
一、电路结构与工作原理 1. 主从SR触发器 主从SR触发器 逻辑符号 Q Q
Q Q
G1 & G3 Qm G5 &
&
G2 G4 Qm
& 从触发器 &
CP G9
&
G6 G8
1
1S CI S CP
1R R
G7
& 主触发器 & S R
CP
1) 电路结构 从触发器
Q
Q 互补时 钟控制 主、从 触发器 不能同 时翻转 1
触发器的分类： 触发器的分类： 按 触 发 方 式 可 分 为 电平触发
脉冲触发
边沿触发
触发器的分类： 触发器的分类： 按 逻 辑 功 能 可 分 为 RS触发器 RS触发器 JK触发器 JK触发器 D触发器 T和T'触发器
5.1 SR锁存器 SR锁存器
1.由或非门组成的SR锁存器 1.由或非门组成的SR锁存器 由或非门组成的SR
触发器保持 “0”态不 ” 变
Q1
.1
& G2 0 R 复位端 0 1
& G1 1
S
(2) S=0， R = 1
设原态为“ ” 设原态为“0” 态 0 1 Q Q 1
.
0 0 1
.0
& G2 1 R
& G1 翻转为“ ” 翻转为“1” 态
S
设原态为“ ” 设原态为“1” 态 结论: 结论 不论 触发器原来 为何种状态， 为何种状态， 当 S=0， ， R=1时， 时 将使触发器 将使触发器 置“1”或称 ” 为置位。 置位。 1 1
打开
Q
Q
.
& G1 1 & G3
.
& G2 1 & G4
打开
(1) S=0, R=0
RD 1
触发器保持原态 S0
1 CP
R 0
Q (2) S = 0, R= 1 0. & G1 1 SD (3) S =1, R= 0 & G3 触发器置“ ” 触发器置“1” S0 1
Q
.1
& G2 0 RD 1 & G4
.
& G1
.
& G2
S
两输入端
R
触发器输出与输入的逻辑关系
(1) S=1， R = 0
设触发器原态 为“1”态。 ”
1
Q
Q
0
0. & G1 1 1 0
.1
& G2 0 R
翻转为“ ” 翻转为“0”态
S
设原态为“ ” 设原态为“0” 态 结论: 结论 不论 触发器原来 为何种状态， 为何种状态， 当 S=1， ， R=0时， 时 将使触发器 将使触发器 置“0”或称 ” 为复位。 复位。 0Q 0 .
.
1
1 0 若先翻转
& G2 1 1 R 0
先翻转，则触发器为“ ” 若G1先翻转，则触发器为“0”态
与非门组成的基本 RS 锁存器的特性表
S
R
1 1 0 0
触发器置1 触发器置 触发器置0 触发器置
基本 RS 锁存器真值表
S 1 0 1 0 R 0 1 1 0 Qn+1 0 1 不变 功能 置0 置1 保持
5.2 电平触发的触发器
一、电路结构与工作原理
带异步置1 带异步置1、置0输入端的电平触发SR触发器 输入端的电平触发SR触发器
一、电路结构与工作原理 Q 基本SR锁存器 基本 锁存器 Q
.
.
& G2 R'D & G4 RD1
& G1 SD，RD 用于预置触 发器的初始状态， 发器的初始状态， 工作过程中应处于 1SD S'D 高电平， 高电平，对电路工作 & G3 状态无影响。 状态无影响。 导引电路 S