1、會計學1數字電路觸發器數字電路觸發器第一頁，共74頁。（1）觸發器由基本門電路組成，有一個或多個輸入端，兩個互補輸出端，分別(fnbi)用 和 表示。QQ觸發器特點(tdin)： （2）具有兩個能自行保持的穩定狀態（0態、1態），分別表示二進制數碼0和1(是一個只有0和1兩種工作(gngzu)狀態的雙穩態電路)；（3）根據不同的輸入信號，兩個穩定狀態可以相互轉換。輸入信號即使消失后，已轉換的穩定狀態可長期保持，直到有新的輸入信號到來，觸發器才可能改變狀態。nQn 1Q（4）通常把輸入信號作用之前的狀態稱為現態，記作 ，而把輸入信號作用之后的狀態稱為次態，記作 。第2頁/共74頁第二頁，共74頁

2、。（2）根據邏輯功能 R-S觸發器、D觸發器、J-K觸發器、T觸發器。（3）根據存儲數據(shj)原理 靜態觸發器：靠電路狀態的自鎖存儲數據(shj)； 動態觸發器：通過在MOS管柵極輸入電容上存儲電荷來存儲數據(shj)。（4）根據觸發功能 基本觸發器、時鐘觸發器（5）根據構成觸發器的門電路種類 TTL觸發器、CMOS觸發器（6）根據觸發方式 電平觸發、脈沖觸發、邊沿觸發 2觸發器分類(fn li)（1）根據電路結構(jigu)形式基本RS觸發器、同步觸發器、主從觸發器、維持阻塞觸發器、邊沿觸發器等。第3頁/共74頁第三頁，共74頁。 又稱直接復位-置位觸發器或RS鎖存器，是最簡單的觸發器，

3、也是構成各種功能(gngnng)觸發器的基本部件。 1由與非門構成(guchng)的基本RS觸發器 7.2 7.2 觸發器電路觸發器電路(dinl)(dinl)結構與動作特點結構與動作特點7.2.1 7.2.1 基本基本RSRS觸發器觸發器（1）電路結構兩個與非門和反饋線交叉耦合構成第4頁/共74頁第四頁，共74頁。（ 2 ） 工 作(gngzu)原理由邏輯(lu j)圖寫出邏輯(lu j)函數式將表達式整理(zhngl)成與或式特性表邏輯功能分析功能說明000001XX不穩定狀態00110111置111000100置0 11110101保持（記憶、存儲） S RnQ1nQnnn1nQRSQR

4、SQSQnnn1nQSRQSRQRQ第5頁/共74頁第五頁，共74頁。有效。端（置位端），低電平為置。，觸發器置、1 S 1 1R 0S 有效。端（復位端），低電平為置。，觸發器置、0R 0 0R 1S 變。，觸發器保持原狀態不、 1R 1S 的約束條件。信號應遵守觸發器正常工作時輸入，觸發器狀態不確定。0SR 0R S 1,0同為同為和QQRS第6頁/共74頁第六頁，共74頁。（3）工作(gngzu)波形圖 功能說明000001XX不穩定狀態00110111置111000100置0 11110101保持（記憶、存儲） S RnQ1nQ設初始狀態為1態1,0同為同為和QQRS第7頁/共74頁第

5、七頁，共74頁。StRtt t1 t2 t3 t4 t7 t8 t5 t6 （ 4 ） 動 作(dngzu)特點t1,0同為同為和QQRSQt基本(jbn)RS觸發器缺陷：輸入信號有約束限制；抗干擾能力差；且不能實施多個觸發器的同步工作。QQ第8頁/共74頁第八頁，共74頁。 按照一定時間間隔重復(chngf)出現的控制脈沖串，稱為時鐘脈沖，常以 CP（Clock Pulse）表示。7.2.2 7.2.2 同步同步(tngb)RS(tngb)RS觸發器觸發器同步同步(tngb)觸發器分：觸發器分： 同步同步(tngb)RS觸發器、同步觸發器、同步(tngb)D觸發器、同步觸發器、同步(tngb

6、)JK觸發器觸發器 受時鐘信號控制的觸發器統稱為時鐘觸發器受時鐘信號控制的觸發器統稱為時鐘觸發器（狀態改變與時鐘脈沖同步，又稱為同步觸發器）。（狀態改變與時鐘脈沖同步，又稱為同步觸發器）。時鐘控制信號輸 入 信 號觸發器狀態變化現 態第9頁/共74頁第九頁，共74頁。一一 電路電路(dinl)(dinl)結構與工作原理結構與工作原理1同步(tngb)RS觸發器（1）電路結構 基本(jbn)RS觸發器輸入控制電路+第10頁/共74頁第十頁，共74頁。 CP=0，G3、G4截止(jizh)，基本RS觸發器保持原狀態不變，即同步RS觸發器狀態保持不變。0（2）工作）工作(gngzu)原理原理第11頁

7、/共74頁第十一頁，共74頁。說明說明(shumng)00 0101保持保持(boch)原原狀態不變狀態不變110 0000101觸發器保持觸發器保持(boch)原原狀態狀態1101010100觸發器置觸發器置0與與S相同相同1110100111觸發器置觸發器置1與與S相同相同11111101觸發器狀態觸發器狀態不定不定CP SRnQn 1Q1 CP=1，G3、G4開啟，同步RS觸發器狀態隨輸入信號而變換。同步RS觸發器有SR=0約束條件第12頁/共74頁第十二頁，共74頁。當CP=0，輸入信號不能控制觸發器狀態，同步RS觸發器狀態保持(boch)不變；在CP=1全部時間里時，同步RS觸發器狀

8、態才由輸入信號控制。（ 3 ） 動 作(dngzu)特點直接(zhji)置0端（異步復位端、異步置0端）直接置1端（異步置位端、異步置1端）第13頁/共74頁第十三頁，共74頁。（4）存在(cnzi)問題 u空翻現象空翻現象-同步觸發同步觸發器在一個時鐘脈沖器在一個時鐘脈沖CPCP作作用下，隨輸入信號變化，用下，隨輸入信號變化，發生發生(fshng)(fshng)多次翻多次翻轉的現象。轉的現象。u輸入輸入(shr)信號信號仍存在仍存在SR=0約束；約束；u改善抗干擾能力差的問題，CP=0期間觸發器狀態保持不變可起到抗輸入信號受干擾情況；u能實現同步翻轉問題。相比于基本RS觸發器第14頁/共74

9、頁第十四頁，共74頁。一一 主從主從(zhcng)RS(zhcng)RS觸發器觸發器7.2.3 7.2.3 主從主從(zhcng)(zhcng)觸發器觸發器兩個(lin )同樣的同步RS觸發器串聯組成（1）電路結構第15頁/共74頁第十五頁，共74頁。 CP=1時,主觸發器開啟，主觸發器狀態Q按同步觸發器由輸入(shr)信號R、S決定；從觸發器關閉，主觸發器狀態不會送到被封鎖的從觸發器，從觸發器保持原狀態不變。（1）接受輸入信號(xnho)過程（2）工作(gngzu)原理第16頁/共74頁第十六頁，共74頁。CP由1負跳變到0（產生下降(xijing)沿信號） CP=0，主觸發器被封鎖，輸入(

10、shr)端R、S不能影響主觸發器狀態，狀態不再改變；從觸發器開啟，主觸發器把剛才在 CP=1時存入的狀態送到從觸發器，即從觸發器 Qn+1= Qn+1 從觸發器狀態發生變化。（2）輸出信號(xnho)過程第17頁/共74頁第十七頁，共74頁。CPS R說明說明 0101觸發器保持原狀觸發器保持原狀態不變態不變0 00 00101觸發器保持原狀觸發器保持原狀態不變態不變0 10 10100觸發器置觸發器置01 01 00111觸發器置觸發器置11 11 101觸發器狀態不定觸發器狀態不定nQ1nQQn+1= Qn+1 第18頁/共74頁第十八頁，共74頁。第19頁/共74頁第十九頁，共74頁。第

11、20頁/共74頁第二十頁，共74頁。主從(zhcng)RS觸發器邏輯符號 邏輯符號(fho)中“”表“延遲輸出”，表示從觸發器輸出狀態是主觸發器的輸出延遲。小圓圈表示觸發器狀態輸出(shch)狀態的變換發生在CP下降沿到來時。異步復位端、異步置位端，低電平有效。輸入信號仍需遵守約束條件RS=0第21頁/共74頁第二十一頁，共74頁。狀態轉換分兩步進行：第一步：接受信號。CP=1期間， 輸入信號變化決定主觸發器狀態；從觸發器被封鎖，保持原狀態不變。第二步：輸出信號。CP下降沿到來時，主觸發器被封鎖，不受輸入信號影響，保持原態；從觸發器按照(nzho)主觸發器狀態翻轉。（3）動作(dngzu)特點

12、第22頁/共74頁第二十二頁，共74頁。例：根據輸入(shr)畫輸出波形。CP=1期間，輸入信號R、S不發生變化時，主從觸發(chf)器狀態只在時鐘脈沖下降沿到來時觸發(chf)，只根據下降沿處的輸入信號決定觸發(chf)器狀態即可。其余時刻觸發(chf)器都保持原態。第23頁/共74頁第二十三頁，共74頁。（ 1 ） 電 路(dinl)結構 二二 主從主從(zhcng)JK(zhcng)JK觸發器觸發器第24頁/共74頁第二十四頁，共74頁。第25頁/共74頁第二十五頁，共74頁。第26頁/共74頁第二十六頁，共74頁。（2）工作(gngzu)原理 當CP=1，主觸發器開啟(kiq)，狀態隨

13、輸入信號J 、K和觸發器原來狀態Qn翻轉；從觸發器被封鎖，不接收主觸發器送出的信號，輸出狀態保持不變。 分析JK輸入與觸發器輸出(shch)Q之間的關系：第27頁/共74頁第二十七頁，共74頁。不變。觸發器狀態下降沿來臨時，主從時，不變。沿來臨時，觸發器狀態下降不變，當主觸發器狀態，若不變。沿來臨時，觸發器狀態下降不變，當主觸發器狀態，若QJKCP0KJQCPQ, 0KQR, 0QJS1QQCPQ, 0KQR, 0QJS0Q0KJ ) 1 (nnnnnn第28頁/共74頁第二十八頁，共74頁。即態觸發器變為下降沿來臨時，主從時，。即態觸發器變為下降沿來臨時，當主觸發器置，若。即不變沿來臨時，觸

14、發器狀態下降不變，當主觸發器狀態，若0Q ,0JKCP1K0J0Q ,0CP0, 1KQR, 0QJS1Q0Q , CPQ, 0KQR, 0QJS0Q1K , 0J )2(1n1nnnn1nnnn第29頁/共74頁第二十九頁，共74頁。即態觸發器變為下降沿來臨時，主從時，。即不變沿來臨時，觸發器狀態下降主觸發器狀態不變，當、，若。即態為來臨時，觸發器狀態變下降沿態，當主觸發器置為、，若1Q ,1JKCP0K1J1Q ,CP, 0KQR0QJS1Q1Q , 1CP1, 0KQR1QJS0Q0K , 1J ) 3(1n1nnnn1nnnn第30頁/共74頁第三十頁，共74頁。態。，翻轉后為態；原態

15、為翻轉后為，為觸發器狀態翻轉。原態下降沿來臨時，主從時，。即態變為沿來臨時，觸發器狀態下降態，當主觸發器狀態置、，若。即態變為沿來臨時，觸發器狀態下降態，當主觸發器狀態置、，若0110JKCP1KJ0Q ,0CP0, 1KQR0QJS1Q1Q , 1CP1, 0KQR1QJS0Q1K J )4(1nnnn1nnnn第31頁/共74頁第三十一頁，共74頁。當 時，主觸發器被封鎖，狀態保持不變；從觸發器接收剛才CP下降沿來臨時主觸發器輸出信號(xnho)，并一直保持直到下一個CP下降來臨時。 CP0第32頁/共74頁第三十二頁，共74頁。CPJ K說明說明 0101觸發器保持原狀觸發器保持原狀態不

16、變態不變00000101觸發器保持原狀觸發器保持原狀態不變態不變01010100觸發器置觸發器置010100111觸發器置觸發器置11 11 10110觸發器狀態翻轉觸發器狀態翻轉 主從JK觸發器解決了對輸入信號的限制約束。不管輸入是何種信號，觸發器觸發后都有穩定(wndng)狀態與之對應。nQ1nQQn+1= Qn+1 第33頁/共74頁第三十三頁，共74頁。QCPJKQ例：主從(zhcng)JK觸發器主從(zhcng)JK觸發器解決對輸入信號的約束（ 4 ） 存 在(cnzi)問題 Q第34頁/共74頁第三十四頁，共74頁。觸發器狀態翻轉僅由時鐘脈沖邊沿時刻（上升沿或下降觸發器狀態翻轉僅由

17、時鐘脈沖邊沿時刻（上升沿或下降沿到達時刻）接收到的信號決定。在此之前和之后輸入信沿到達時刻）接收到的信號決定。在此之前和之后輸入信號的變化號的變化(binhu)對觸發器次態沒有影響。對觸發器次態沒有影響。7.2.4 7.2.4 邊沿邊沿(binyn)(binyn)觸發器觸發器根據觸發邊沿不同分為：根據觸發邊沿不同分為： 上升沿觸發器上升沿觸發器 下降下降(xijing)(xijing)沿觸發器沿觸發器 根據邊沿觸發的工作方法不同分為：根據邊沿觸發的工作方法不同分為：利用觸發器內部門電路延遲時間不同來實現的邊沿利用觸發器內部門電路延遲時間不同來實現的邊沿JKJK觸發器（下觸發器（下降降(xiji

18、ng)(xijing)沿觸發器）；沿觸發器）；利用支流反饋原理來實現的維持阻塞利用支流反饋原理來實現的維持阻塞D D觸發器（上升沿觸發器）。觸發器（上升沿觸發器）。利用利用CMOSCMOS傳輸門構成的邊沿觸發器（傳輸門構成的邊沿觸發器（CMOSCMOS邊沿邊沿D D觸發器、觸發器、 CMOS CMOS邊邊沿沿JKJK觸發器）。觸發器）。利用二極管進行電平配置的邊沿觸發器。利用二極管進行電平配置的邊沿觸發器。第35頁/共74頁第三十五頁，共74頁。邏輯符號圖中“”符號表觸發器是利用時鐘脈沖的邊沿(binyn)進行動作的。基本基本(jbn)RS(jbn)RS觸發器觸發器控制電路控制電路1 1、邊沿

19、、邊沿(binyn)JK(binyn)JK觸發觸發器器第36頁/共74頁第三十六頁，共74頁。例題：根據輸入(shr)畫輸出波形。第37頁/共74頁第三十七頁，共74頁。2 2、維持、維持(wich)(wich)阻阻塞塞D D觸發器觸發器&CPDQQG1G2G3G4G5G6SRCPQQD1D 1C邏輯符號(fho)中未加小圓圈，表示觸發器在CP上升沿時刻觸發。第38頁/共74頁第三十八頁，共74頁。TG21CPCPTG31CPCPCPCPCPQQQG1G2G3G4TG1TG411DQ主觸發器從觸發器CP3CMOS傳輸門構成(guchng)的D邊沿觸發器CPQQD1D1C（1） 電路電路(din

20、l)結構結構 第39頁/共74頁第三十九頁，共74頁。（2）工作原理CP=0時，TG1開通，TG2關閉，主觸發器接收輸入端D信息，使 、 ；同時(tngsh)，TG3關閉、TG4開通，從觸發器不能接收主觸發器信息，處于保持狀態。 QD QD TG21CPCPTG31CPCPCPCPCPQQQG1G2G3G4TG1TG411DQ主觸發器從觸發器CP10011001DD第40頁/共74頁第四十頁，共74頁。 當CP由0躍變到1，上升沿來臨時，CP=1，TG1關閉，TG2開通(kitng)，主觸發器處于保持狀態，即 、 ，并經TG3傳送給從觸發器，使G3輸出為D，即CP信號上升沿到達時， QD QD

21、 n1QDTG21CPCPTG31CPCPCPCPCPQQQG1G2G3G4TG1TG411DQ主觸發器從觸發器CP0101DDD0101DD觸 發 器狀 態 取 決于CP信號上升(shngshng)沿到達時輸入信號D的 狀 態 ，是利用CP上升(shngshng)沿觸發的。 第41頁/共74頁第四十一頁，共74頁。nQn 1QCPD說明說明0101觸發器保觸發器保持原狀態持原狀態不變不變000100觸發器置觸發器置0110111觸發器置觸發器置1觸發器特性表邊沿DCMOS第42頁/共74頁第四十二頁，共74頁。CPtQtQtDt（3）動作(dngzu)特點：。 第43頁/共74頁第四十三頁，

22、共74頁。維持阻塞D、CMOS邊沿D觸發器優點： CP上升沿出發，抗干擾能力強； D單個輸入端，不存在(cnzi)約束問題。 缺點： 只有置0和置1，功能簡單，某些情況下使用起來不如JK 觸發器。C PQQD1D 1CCP 第44頁/共74頁第四十四頁，共74頁。邊沿觸發器動作特點：邊沿觸發器動作特點：邊沿觸發器次態僅取決于邊沿觸發器次態僅取決于CPCP信號邊沿到達時輸入的信信號邊沿到達時輸入的信號狀態。在此之前或以后，輸入信號的變化對觸發器輸號狀態。在此之前或以后，輸入信號的變化對觸發器輸出狀態沒有出狀態沒有(mi yu)(mi yu)影響。影響。上升沿（利用CMOS傳輸門的邊沿觸發器和維持

23、(wich)阻塞D觸發器）下降沿（利用傳輸延遲時間的邊沿JK觸發器）第45頁/共74頁第四十五頁，共74頁。7.3 7.3 觸發器的邏輯觸發器的邏輯(lu j)(lu j)功能及其描述方法功能及其描述方法RS觸發器JK觸發器T觸發器D觸發器按邏輯功能(gngnng)不同，通常將時鐘觸發器分為 觸發器邏輯功能描述方法(fngf)： 邏輯圖、特性表、特性方程、狀態轉換圖和工作波形圖。第46頁/共74頁第四十六頁，共74頁。 1特性(txng)表 表示觸發器次態Qn+1與現態Qn及輸入信號間關系的表格稱為特性(txng)表。nQn 1QSR 說明0 00 001觸發器保持原狀態不變0 10 1011

24、1觸發器置11 01 00100觸發器置01 11 101觸發器狀態不定01 凡在時鐘信號作用(zuyng)下邏輯功能符合下面特性表規定的邏輯功能者，叫做RS觸發器。7.3.1 7.3.1 RS觸發器第47頁/共74頁第四十七頁，共74頁。 3 特 性(txng)方程)( 0SRQRSQRSQRSQnnn1n約束條件1110010SRQn110110（Qn+1 ） 01nQn 1QSR 說明說明(shumng)0 00 001保持保持(boch)原原態不變態不變0 10 10100觸發器置觸發器置01 01 00111觸發器置觸發器置11 11 101XX狀態不定狀態不定卡諾圖化簡得111XX

25、S0110000111nQR)(Q1n)( 0SRQRSQn1n約束條件第48頁/共74頁第四十八頁，共74頁。 4狀態轉換圖 表示觸發器從一個狀態變化到另一個狀態或保持原狀 態 不 變 時 ， 對 輸 入(shr)信號提出的要求。01nQn 1QS R 說明說明0 00 001保持原態不變保持原態不變0 10 10100觸發器置觸發器置01 01 00111觸發器置觸發器置11 11 101XX狀態不定狀態不定第49頁/共74頁第四十九頁，共74頁。7.3.2 7.3.2 JK觸發器 特性(txng)表nQn1QJ K說明(shumng)0 00 00101觸發器保持(boch)原狀態不變0

26、 10 10100觸發器置01 01 00111觸發器置11 11 10110觸發器狀態翻轉 凡在時鐘信號作用下邏輯功能符合下面特性表規定的邏輯功能者，叫做JK觸發器。第50頁/共74頁第五十頁，共74頁。特性(txng)方程n1nnnnQJKQJKQJKQJKQn 1nnQJQKQ01001101（Qn+1 ） 0010KQnJ110110化簡得：11110110000111nQJK)(Q1nnQn 1QJ K說明說明(shumng)0 00 00101觸發器保持觸發器保持(boch)原狀原狀態不變態不變0 10 10100觸發器置觸發器置01 01 00111觸發器置觸發器置11 11 1

27、0110觸發器狀觸發器狀態翻轉態翻轉第51頁/共74頁第五十一頁，共74頁。狀態(zhungti)轉換圖nQn 1QJ K說明說明0 00 00101觸發器保持觸發器保持原狀態不變原狀態不變0 10 10100觸發器置觸發器置01 01 00111觸發器置觸發器置11 11 10110觸發器狀態觸發器狀態翻轉翻轉第52頁/共74頁第五十二頁，共74頁。nQn 1QD說明000100觸發器置0110111觸發器置1 特性(txng)表 凡在時鐘信號作用下邏輯功能符合下面特性表規定(gudng)的邏輯功能者，叫做的D觸發器。7.3.3 7.3.3 D觸發器觸發器第53頁/共74頁第五十三頁，共74

28、頁。n1nnQDQDQ 特性(txng)方程（Qn+1 ） 0011DQn0011n1QD化簡得：nQn 1QD說明(shumng)000100觸發器置0110111觸發器置1第54頁/共74頁第五十四頁，共74頁。狀態(zhungti)轉換圖nQn 1QD說明000100觸發器置0110111觸發器置1第55頁/共74頁第五十五頁，共74頁。7.3.4 7.3.4 T觸發器和觸發器和T觸發器觸發器當控制信號T1，有CP脈沖作用(zuyng)，觸發器就翻轉；當控制信號T0，即使有CP脈沖作用(zuyng)，觸發器仍保持原狀態不變。具備這種功能的觸發器稱為T觸發器。T第56頁/共74頁第五十六頁

29、，共74頁。1、T觸發器觸發器nQn 1Q T說明說明0001觸發器保持狀態觸發器保持狀態1110觸發器翻轉狀態觸發器翻轉狀態n1nnQTQTQ 特性(txng)方程（CP下降(xijing)沿有效）保持保持(boch)、翻轉功能、翻轉功能 特性表特性表 T第57頁/共74頁第五十七頁，共74頁。nQn 1Q T說明說明0001觸發器保持狀態觸發器保持狀態1110觸發器翻轉狀態觸發器翻轉狀態第58頁/共74頁第五十八頁，共74頁。狀態(zhungti)轉換圖nQn 1Q T說明說明0001觸發器保持狀態觸發器保持狀態1110觸發器翻轉狀態觸發器翻轉狀態第59頁/共74頁第五十九頁，共74頁。1

30、32CPTQQtttt4工作(gngzu)波形圖 132CPTQQtttt4第60頁/共74頁第六十頁，共74頁。（2）T觸發器觸發器1如果(rgu)控制端T=1，觸發器就處于計數狀態，每來一個 CP脈沖，觸發器狀態就翻轉一次。這種T觸發器稱為計數觸發器，亦稱T觸發器。 第61頁/共74頁第六十一頁，共74頁。nQn 1Q T說明說明1110觸發器翻轉觸發器翻轉狀態狀態1 特性特性(txng)表表 n1nnQTQTQ 特性特性(txng)方程方程 n 1nQQ (CP下降沿有效)n1nQQ第62頁/共74頁第六十二頁，共74頁。CPQQttt工作(gngzu)波形圖 T=1tCPQQtttT=

31、1t第63頁/共74頁第六十三頁，共74頁。常用特性方程聯立法。轉換步驟：（1）寫出已有觸發器和待求觸發器的特性方程。（2）變換(binhun)待求觸發器的特性方程，使其形式與已有觸發器的特性方程一致。 （3）比較已有的和待求的觸發器的特性方程，找出已有觸發器的輸入信號和待求觸發器的輸入信號之間的關系，寫出已有觸發器的驅動方程。（4）畫出轉換后的邏輯電路圖。7.3.57.3.5各種各種( zhn)( zhn)觸發器之間的轉換觸發器之間的轉換第64頁/共74頁第六十四頁，共74頁。轉換邏輯電路原觸發器QQ新觸發器輸入信號觸發器轉換(zhunhun)示意圖第65頁/共74頁第六十五頁，共74頁。一一 JK JK觸發器轉換成其他觸發器轉換成其他(qt)(qt)類型觸發器類型觸發器 （1）寫出JK觸發器和D觸發器特性(txng)方程。（2）變換D觸發器特性(txng)方程，使其形式與JK觸發器特性(txng)方程一致。 （3）比較特性(txng)方程，找出輸入信號間關系n 1nnQJQKQn1QDn1nnnnQDD QQDQDQJDKD1JK觸發器轉換成D觸發器第66頁/共74頁第六十六頁，共74頁。（4）畫出轉換(zhunhun)后的邏輯電路圖。第67頁