数电第05章锁存器和触发器(康华光)

1 1
不 定
R=S=1,CP=1时: Q= —Q= 0
R=S=1,CP=10时: 输出不定。
（1-17）
③状态转换图
—— 表 示 触 发 器 从 一 个状态变化到另一个状态 时，对输入信号的要求。
RD SD S R Qn Qn+1
0 0 × × × Qn 1 0××× 0 0 1××× 1
触发器输出状态
R
被封锁
Q
≥1 SD
00 &
CP
S
0
被封锁
（1-14）
(3)逻辑功能
？0 1 不0 Q
≥1
01
RD
01
&
变？01 Q
≥1
01
SD
01
&
R
CP 10→0 S
10
01
①状态表
RD SD S R Qn Qn+1
0 0 × × × Qn 1 0××× 0 0 1××× 1
000 0 0 0 000 0 1 1 000 1 0 0 000 1 1 0 001 0 0 1 001 0 1 1 001 1 0 不 001 1 1 定
Qn——S、R变化前Q的状态 Qn+1——S、R变化后Q的状态
（1-9）
简化状态表
SR
00 01 10 11
Qn+1 Qn
0
1
不定
②逻辑式
条件：SR＝0
S R Qn
0
0
0 1
Qn+1
0 记忆 1 保持
0
1
0 1
0 0
置0
1
0
0 1
1 1
置1
1
1
0 S=R=1时Q=Q—=0 1 S=R=10时Q不定
DC
SD
RD
D CP
注意：
CP= 0→1瞬间Qn+1随D 的变化而变化,其余情况 维持原态。
特点:不产生空翻。 ——与主从结构的边沿型 D 触发器相同。
①状态表 ②逻辑式 ③状态转换图 ④驱动 表⑤波形图的画法 ——与主从结构的边沿型D 触发器相同。
（1-42）
三、传输延迟结构的
Q
边沿型JK 触发器
当CP＝0时
触发器状态不变
Q0
& G1
SD
1
1Q
& G2 10 RD
当CP＝0→1瞬间
& G3
& G4
0
10
触发器置“0”
1
在CP＝1期间：
& G5
& G6
输入D被封锁,
触发器保持“0”不变。
0
D
当CP＝1→0瞬间：触发器保持“0”不变。
1 0
CP
封锁
（1-40）
(2)D＝1 当CP＝0时
Q1
0Q
①状态表 ②逻辑式 ③ 状态转换图 ④驱动表 ⑤波形图 的画法 ——与逻辑门控D锁存 器相同。
（1-33）
§5.3 触发器
一、主从结构的边沿型D 触发器
1. 电路
主触发器
从触发器
C D TG1
Q—' C
1
TG3
—
Q
1
Q
C C TG2 C
C C TG4 C
C
1
CP 1
1C
1
（1-34）
2. 逻辑功能
做空翻。
（1-28）
三. D锁存器
1. 逻辑门控D锁存器 (1)逻辑图
Q
Q
SCR
1
D CP
(2)图形符号
Baidu Nhomakorabea
Q
Q
DC
D CP Q,Q— 为输出端 D为输入端 CP为时钟脉冲控制（1端-29）
(3)逻辑功能
Q
Q
SCR
1
D CP 注意：
CP=1期间Qn+1随D的变化 而变化,其余情况维持原态。
①状态表
D Qn Qn+1 功能 0 0 0 置0 01 0
10 01 C
1
CP 1
1 C 10
1
（1-35）
CP＝1期间：TG1断, TG2通, TG3通, TG4断
Q' 维持CP＝0→1瞬间D的状态，所以Q也维持不变。
CP＝1→0时：TG1通, TG2断, TG3断, TG4通
Q' ＝D , Q 维持不变。
C 10
C 01
Q
Q'
D TG1
1
TG3
1
Q
C 01 C TG2 10 C
S R R Qn
当 S、R不同时为0时, Qn1随Qn、S、R的变化按真值表变化
当 S R 0时 ，Qn1 Qn1 1 当 S、R同时从0 1时Qn1产生不定状态
（1-6）
例1 画出与非门组成的基本RS触发器的输出波形 。 输入同时0→1 状态不定
R S
Q Q
输出全为1
（1-7）
第五章 锁存器和触发器
重点： 1. 掌握 RS、JK、D 触发器的逻辑功能及不同结构触 发器的动作特点。 2. 掌握 触发器之间逻辑功能的转换。
§5.1 双稳态触发器的概念
一、双稳态触发器的概念
是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存 一位二进制码。
二、双稳态触发器的特点
1. 输出有两个稳定状态：“0”态和“1”态 ；
(3)逻辑功能
①状态表
0110？不1？
Q
.
&
S
0011→1
变101
—S —R Qn
Qn+1
Q
.
0
0
0 — S=R—=0时Q=Q—=1 1 —S=R—=01时Q不定
&
0
1
0 1
1 1
置1
1
0
0 1
0 0
置0
R
101→1
1
1
0 1
0 记忆 1 保持
Qn — S、R变 化 前Q的 状 态 Qn1 — S、R变 化 后Q的 状 态
CP=0 CP=1 （1-15）
简化的功能表
SR 00 01 10 11
Qn+1 Qn 0
1 不定
功能与或非门组成
注意： 的SR锁存器相同
Qn ---原状态(CP=1期间S、 R变化之前的状态)
RD SD S R Qn Qn+1
0 0 × × × Qn 1 0××× 0 0 1××× 1
000 0 0 0 000 0 1 1
CP D Q
（1-32）
2. 传输门控D锁存器 (1)逻辑图
C 01
D TG1
1
Q
C 10 C TG2 01 C
10 01 C
CP 1
1
1
Q
C 01
注意： CP=1期间Qn+1随D的变化
而变化,其余情况维持原态。
(3)逻辑功能 CP＝0时： TG1断, TG2通 Q 维持不变。 CP＝1时：
TG1通, TG2断 Q ＝D
表示触发器从一个状态变 R=× 化到另一个状态时，对输 S=0
0
1
R=0 S=×
入信号的要求。
R=1
S= 0
RS触发器的驱动表
Qn→ Qn+1
RS
00 01 10 11
×0 01 10 0×
（1-19）
⑤波形图
例1 画出或非门组成的门控SR锁存器的输出波形 。 设初始状态为“0” 输出全为0
CP
R
2.能根据输入信号及其原输出状态将触发器输出置成 “0”或“1”态；即：目前输出状态Qn+1不只与现时的 输入有关，还与原来的输出状态Qn有关； 3. 输入信号消失后，被置成的“0”或“1”态能保存下 来，即具有记忆功能。
（1-2）
二、双稳态触发器的分类
1.按功能分类 R-S触发器、 D型触发器、 JK触发器、 T触发器等。
不产生空翻
D
Q
（1-38）
二、维持阻塞结构的 边沿型D 触发器
1. 电路
基本R-S触发器 SD
Q & G1
导引电路
反 & G3 馈
—
Q,Q
为输出端
D为输入端
线 & G5
CP为时钟脉冲控制端
—
RD
,
—
SD
分别为直接置0,1端
Q
& G2 RD
& G4 CP
& G6
D
（1-39）
2.逻辑功能 (1)D＝0
2.按结构分类 主从型、维持阻塞型等。
3.按触发方式分类 电平触发方式(锁存器)、边沿触发方式等。
（1-3）
§5.2 锁存器
一、基本SR锁存器(基本RS触发器)
1. 用与非门组成的基本RS触发器 (1)电路
两互补输出端
(2)图形符号 QQ
Q
Q
.
. 反馈线
SR
&
&
SR
S 两输入端 R
低电平有效！
（1-4）
号只需要作用很短的一段时间，即“一触即发”。
（1-12）
二.逻辑门控SR锁存器
(同步RS触发器) 1.或非门+与门组成的同步RS触发器 (1)逻辑图
(2)图形符号
Q
Q
Q
≥1 RD
Q
≥1 SD
RC S RD RCP S SD
&
&
Q,Q— 为输出端 R,S为输入端
CP为时钟脉冲控制端
R
CP
S
RD,SD
输出全为0
（1-11）
总结
优点： 基本RS触发器逻辑图简单。 缺点：当两个输入信号不同步时易产生误动作。
特点
(1)有两个互补的输出端，有两个稳定的状态。 (2)有复位(Q=0)、置位(Q=1)、保持原状态三种功能。 (3)R为复位输入端，S为置位输入端，可以是低电平有
效，也可以是高电平有效，取决于触发器的结构。 (4)由于反馈线的存在，无论是复位还是置位，有效信
1 1
0 1
1 置1 1
简化的功能表
D
Qn+1
00
11
（1-30）
②逻辑式
Q n+1 = D
③状态转换图
D=0
D=1
0
1
D=1
D=0
D Qn Qn+1 功能
0 0
0 1
0 0
置0
1 1
0 1
1 1
置1
④驱动表
Qn →Qn+1
00 01 10 11
D
0 1 0 1
（1-31）
⑤波形图 例1 画出D锁存器的输出波形。设初始状态为“0”
触发器状态不变 当CP＝0→1瞬间
& G1
SD
10
& G3
& G2
1
& G4
触发器置“1”
1 10
封锁
0
在CP＝1期间： D被G4 G5封锁,
& G5
& G6
触发器保持“1”不变
1
D
当CP＝1→0瞬间：触发器保持“1”不变。
RD
封锁 1
0
CP
（1-41）
3. 逻辑符号
Q
Q
与主从结构的边沿 型D 触发器相同。
1. 电路
≥1
G1
2.逻辑符号
Q
Q
&
&
G3
G4
Q
≥1 G2
&
&
G5
CP=10后
S
状态不定
Q
Q
（1-20）
3.同步RS触发器存在的问题——空翻
Q
G1 ≥1
Q
CP
G2 ≥1
S
R
G3 &
G4 &
Q
R
CP
S
有效翻转
空翻
由于在CP=1期间，G3、G4门都是开着的，都能接收R、 S信号，所以，如果在CP=1期间R、S发生多次变化，则触
发器的状态也可能发生多次翻转。
在一个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫
C 10 C TG4 01 C
10 01 C
1
CP 1
1 C 10
1
（1-36）
3. 逻辑符号
Q
Q
DC
SD
RD
D CP
①状态表 ②逻辑式 ③状态 转换图 ④驱动表 ——与D锁存器相同。
注意： CP= 0→1瞬间Qn+1随D
的变化而变化,其余情况维 持原态。 特点:不产生空翻。
例1 画出D触发器的输出波 CP 形。设初始状态为“0”
Qn1
S
R Qn
S
RQ
n
S
RQ n
S
R Qn
当 S、R不同时为1时，Qn1随Qn、S、R的变化按真值表变化
当 S R 1时 ，Qn1 Qn1 0 当 S、R同时从1 0时Qn1产生不定状态
（1-10）
例2 画出或非门组成的基本RS触发器的输出波形 。
输入同时1→0
R
状态不定
S Q Q
CP＝0期间：TG1通, TG2断, TG3断, TG4通
Q' ＝D , Q 维持不变。
CP＝0→1瞬间：TG1断, TG2通, TG3通, TG4断
—
Q'
维持CP＝0→1瞬间D—的状态，
Q
＝Q— —'
＝D0→1
—
C 10
Q—' C 01
Q
D TG1
1
TG3
1
Q
C 01 C TG2 10 C
C 10 C TG4 01 C
R=0 S= 1
R=× S= 0
0
1
000 0 0 0 000 0 1 1
000 1 0 0 000 1 1 0
001 0 0 1 001 0 1 1
R=0
S=× 0 0 1 1 0 不 001 1 1 定
R=1
S= 0
代表从一种状态
到另一种状态
（1-18）
④驱动表
R=0
——是用表格的方式
S= 1
分别为直接置0,1端 （1-13）
①SD，RD 用于预置触发 器的初始状态。电路工
作时处于“0”状态，对
Q
电路工作状态无影响。
≥1
②当CP=0时：
RD
R,S 输入状态 不起作用。 0 触发器状态也不变
0
&
③当 CP = 1 时： 触发器状态由R,S 输入状 态决定。功能与或非门组 成的SR锁存器相同。
2. 用或非门组成的基本RS触发器 (1)电路
(2)图形符号
Q
Q
.
.
QQ
≥1
≥1
SR
SR
R
S
高电平有效！
（1-8）
(3)逻辑功能
不0 1 不
变定01
Q
Q
.
.
≥1
≥1
R
10→0
S
01→0
①状态表
S R Qn
0
0
0 1
Qn+1
0 记忆 1 保持
0
1
0 1
0 0
置0
1
0
0 1
1 1
置1
1
1
0 S=R=1时Q=Q—=0 1 S=R=10时Q不定
0 0 × × × Qn 1 0××× 0 0 1××× 1
000 0 0 0 000 0 1 1
条件：SR＝0
000 1 0 0 000 1 1 0
注意：CP=1期间Qn+1随Qn、 S、R的变化按真值表变化。 CP=0时Qn+1维持原态。
001 0 0 001 0 1
001 1 0 001 1 1
（1-5）
简化状态表
—S —R
00
Qn+1 不定
01 1
10 0
11
Qn
②逻辑式
条件：S R 1
—S —R Qn
Qn+1
0
0
0 —S=R—=0时Q=Q—=1 1 —S=R—=01时Q不定
0
1
0 1
1 1
置1
1
0
0 1
1
1
0 1
0 0
置0
0 记忆
1 保持
Qn1 S R Qn S R
Q S RQn n
000 1 0 0 000 1 1 0
001 0 0 1 001 0 1 1 001 1 0 不 001 1 1 定
Qn+1 ---下一状态(CP=1期间S、R变化之后的状态)
（1-16）
②逻辑式
RD SD S R Qn Qn+1
Qn1 S R Qn S R Qn S R Qn
S RQn