第10章 触发器和时序逻辑电路(修改1)

01
10.1.2 其他类型触发器
一、时钟控制R-S触发器 Q
1.逻辑电路
&
c
异步置0
异步置1
RD
& a
时钟信号
R
Q
& d
SD &
b
CP
S
2.工作原理
Q
CP=0时 & c
Q &
d
RD
1
& a
1
SD
& b
R
CP 0
S
触发器保持原态
Q
CP=1时
& c
Q
& d
RD
R
& a
S
SD
& b
R
CP 1 S
输出取决于R-S两输入端的状态
章节内容
10.1 触发器 10.2 时序逻辑电路 10.3 常用中规模时序逻辑电路 10.4 Multisim时序电路仿真分析
10.1 触发器
触发器输出有两种可能的状态：0、1；
触发器
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、 JK触发器、 D触发器、T型等。
数字电路
基本单元
组合逻辑电路 逻辑门电路 时序逻辑电路 触发器
特点 无记忆功能 有记忆功能
工作状态
无稳态触发器 单稳态触发器 双稳态触发器
逻辑功能
RS触发器 JK触发器 D触发器 T触发器
触发方式
电平触发 主从触发 边沿触发
电路结构
四门钟控型 维持阻塞型
主从型
本章要点
• 触发器 • 时序逻辑电路的特点、描述方法和分析 • 计数器和寄存器的功能和应用
0
1
R
无论原态如何 S
置位端
R
复位端 无论原态如何
S
输出为：Q=1，Q=0
输出为：Q=0，
（触发器为1态）
（触发器为0态）
(3) R=1，S=1
Q
Q
.1
0.
Q
Q
.0
1.
& G1
10
& G2
1
1
& G1
11
& G2
01
R
S
原态为0态时
输出为：Q=0，Q=1（原态）
R
S
原态为1态时
输出为：Q=1，Q=0（原态）
从
主触发器封锁
触
从触发器打开
发
器
JK触发器状态不变
（2）CP=1时
主
主触发器打开
触
发
从触发器封锁
器
主触发器工作时，作数据准备；
从触发器工作时，将准备好的 数据输出。
对比钟控RS触发器可以看到
SD
1 G9
S=JQ
Q
Q
& G1 G2 & RD
& G3 G4 &
S′
R′
Q′
Q′
& G5 G6 &
& G7 G8 &
1 状态 —— (Q1、Q0)
③输出状态可翻转。
R 两个输入信号 S
现次态：输入信号作用之前后的状态，记为 Qn+或1和Q nQ，n 1 。
右上标 n 一般省略，即 Q 和 Q 。
2、工作原理
(1) R=1，S= 0
Q
Q
0.
.1
(2) R=0，S=1
Q
Q
.1
0.
& G1
& G2
& G1
& G2
1
0
R S Qn Qn+1 功能说明
00 0 × 00 1 × 01 0 0 01 1 0 10 0 1 10 1 1 11 0 0 11 1 1
不定 置0态 置1态 保持
(2) 特性方程 次态 Qn+1 与现态Qn 、输入之间的关系式。
R S Qn Qn+1
00 0 × 00 1 × 01 0 0 01 1 0 10 0 1 10 1 1 11 0 0 11 1 1
三、触发器的功能描述方法
触发器的描述与组合电路的描述类似，但 有区别。最主要的区别就是要反映过去、现在 和将来的不同状态。
通常使用特性表、特性方程、状态图等工 具来描述触发器的功能。
（1）特性表
在输入信号 作用下，为表明 触发器的现态、 次态之间的转换 关系，将触发器 的输入信号、现 态、次态画成一 张表，这样的表 称为特性表。
J CP
K
R=KQ
①当J=0，K=0时 S=0,R=0 保持原态
②当J=0，K=1时 S=0,R=Q Q=0时,保持0
置0态 Q=1时,要置0
1.逻辑电路
Q
Q
G1 & G3 &
& G2
从
触
发
& G4
器
Q′ S ′
R′ Q′
G9 1
G5 &
G7 &
& G6
主
触
& G8
发 器
J CP K
2.工作原理
Q
Q
SD
& G1 G2 & RD
10
1 G9
& G3 G4 &
S′
R′
Q′
Q′
& G5 G6 &
& G7 G8 &
01 J CP K
（1）CP=0时
3.逻辑功能
CP R S Q Q 0 φ φ 保持 1 0 0 保持 10110 11001 1 1 1 不确定
4.逻辑符号
Q
Q
RD R C S SD
5.钟控触发器的特点
电位触发方式也叫电平触发方式，钟控触发器采用 的就是电位触发方式。
很明显，当 CP=1 时，触发器可以被输入信号触发， 改变（或保持）状态； 当 CP=0 时，触发器不能被输入信号改变， 处于保持状态。
S Qn R 00 01 11 10
0××
11 1 1
Qn1 S RQn R S 1 (约束条件)
R S 必须至少有一个为1
（3）激励表
Qn Qn+1 00 01 10 11
RS ×1 10 01 1×
（4）状态图
反映触发 器两种状态 之 间转移关系的
RS
Q
10
有向图，也叫 ×1
0
状态转移图。
1 1×
RS
QQ
1 1 保持原状态
0 1 置0态
1 0 置1态
0 0 不定状态
当基本RS触发器由或非门组成时
Q
Q
RS
高电平有效
4.逻辑符号
QQ
SR
低电平有效
二、基本R-S触发器的优缺点
• 优点：
结构简单，可独立使用，也可组成其他类型触发器。
• 缺点：
输入R、S之间存在约束条件； 输出直接受输入直接，无法控制其状态翻转时刻。 使用范围有限。
有两种稳定的状态“0”和“1”
双稳态触发器
信号触发时，可能 “0”变为“1”
或“1”变为“0”
翻转
10.1.1 基本RS触发器
一、用与非门构成的基本R-S触发器
1、逻辑电路
两个互反的输出信号
Q
Q
①有两个互补的输出端 Q
. 反馈线 .
和Q ；
②输出可保持两个稳定状态： & G1
& G2
0 状态—— (Q0、Q1)
这种在某一电平下可以随时改变触发器状态的触发 方式称为电位触发方式。
电位触发方式的缺点是输出在一个时间段都可能改变，当 输入端存在干扰时，输出状态会来回翻转。这种现象称作空 翻。
例题已知高电平触发R-S触发器CP、R、S波形，且触发 器原为0态，画出R-S触发器的输出波形 。
CP
1
2
3
4
R
SBiblioteka Baidu
Q
二、JK触发器
(触发器保持原态)
(4) R = 0，S = 0
Q
Q
.1
1.
& G1
& G2
0
0
R 无论原态为何 S
两个输入信号同时撤销后， 触发器状态由二个与非门信 号传输的快慢决定，因此输 出不定状态。
输出为：Q=1，Q=1 （不定状态）
应避免出现 R=S =0的现象，约束条件R+S=1
3.逻辑功能