1、第五章 觸發器觸發器特點：觸發器特點：觸發器分類：觸發器分類： 本章重點：本章重點：觸發器外部邏輯功能、觸發方式。觸發器外部邏輯功能、觸發方式。能夠存儲一位二進制信息的基本單元。能夠存儲一位二進制信息的基本單元。1、有兩個能夠自行保持的穩定狀態：、有兩個能夠自行保持的穩定狀態：0狀態和狀態和1狀態。狀態。2、根據不同的輸入信號，可以置成、根據不同的輸入信號，可以置成1狀態或狀態或0狀態。狀態。按按觸發方式觸發方式分：電平觸發方式、脈沖觸發方式及邊沿觸發方式。分：電平觸發方式、脈沖觸發方式及邊沿觸發方式。按按邏輯功能邏輯功能分：分：SR觸發器、觸發器、D觸發器、觸發器、JK觸發器和觸發器和T觸發

2、器。觸發器。組合電路：組合電路：不含記憶元件不含記憶元件 、無反饋、無反饋輸出與原來狀態無關、輸出與原來狀態無關、觸發器：觸發器：第五章第五章 觸發器觸發器觸發器的狀態由輸出端觸發器的狀態由輸出端Q 的狀態表示的狀態表示時序電路：時序電路：輸出與原來狀態有關、具有記憶功能輸出與原來狀態有關、具有記憶功能第五章 觸發器第一節第一節 SR鎖存器鎖存器第三節第三節 脈沖觸發的觸發器脈沖觸發的觸發器第四節第四節 邊沿觸發的觸發器邊沿觸發的觸發器第五節第五節 觸發器邏輯功能的轉換觸發器邏輯功能的轉換第五章第五章 觸發器觸發器第二節第二節 電平觸發的觸發器電平觸發的觸發器第五章 觸發器第一節第一節 SR鎖

3、存器鎖存器電路圖與邏輯符號電路圖與邏輯符號1、引入、引入)(Vi1Vo1隨著輸入不同，隨著輸入不同，輸出跟隨變化。輸出跟隨變化。(無記憶功能）無記憶功能）Vi1)(Vo1Vo2一、由與非門構成的一、由與非門構成的SR鎖存器鎖存器將將 接回門接回門1的另一個輸入端，當信號的另一個輸入端，當信號Vi1消失時兩個門的輸出狀態仍可保持。消失時兩個門的輸出狀態仍可保持。Vo2第五章 觸發器10100101 RD=0，SD=1：Q =1，Q=0 RD=1，SD=0，Q =0，Q=1置置0狀態狀態2、由兩個、由兩個“與非與非”門構成的門構成的SR鎖存器電路圖鎖存器電路圖輸入：輸入：RD，SD;Q 輸出輸出:

4、 Q，將觸發器將觸發器Q端的狀態端的狀態作為觸發器的狀態；作為觸發器的狀態；0Q 1,Q稱為稱為1態態1Q 0,Q稱為稱為0態態置置1狀態狀態第五章 觸發器11101101Q RD = 1，SD = 1，Q = 0：Q=0= 1兩個穩定狀態：兩個穩定狀態：Q RD = 1，SD = 1，Q = 1：Q=1= 0RD、SD均為均為1時，輸出不變，維持原態。時，輸出不變，維持原態。輸入信號作用前輸入信號作用前Q = 1輸入信號作用前輸入信號作用前Q = 0第五章 觸發器0011 RD=0，SD=1：Q =1，Q=0 RD=1，SD=0，Q =0，Q=1 RD=1，SD=1，Q 、Q（不變）（不變）

5、RD=0，SD=0，Q =Q=1，不穩定，不穩定 真值表真值表 RDSDQ0101101000 不定不定 （）11 不變不變 不變不變Q RD、SD同時變為同時變為1時，時，輸出不穩定輸出不穩定不穩定狀態不穩定狀態第五章 觸發器Q端：稱觸發器原端或稱端：稱觸發器原端或稱1端端Q 端：稱觸發器非端或稱端：稱觸發器非端或稱0端端真值表真值表 RDSDQ0101101000 不定不定 （）11 不變不變 不變不變Q 邏輯符號邏輯符號 若觸發器原為若觸發器原為1態，欲使之變為態，欲使之變為0態，必須態，必須將將RD端的電平由端的電平由1變為變為0，SD端的電平由端的電平由0變變為為1，這里所加的輸入信

6、號稱為，這里所加的輸入信號稱為觸發信號觸發信號，由它們導致的轉換過程稱為由它們導致的轉換過程稱為翻轉翻轉。RD：置零或復位端（低電平置零，邏輯符號上用小圓圈表示）：置零或復位端（低電平置零，邏輯符號上用小圓圈表示）SD：置：置1或置位端（低電平置）或置位端（低電平置）第五章 觸發器二、觸發器的特性表及特征方程二、觸發器的特性表及特征方程0DDDDDDDDSR1SRQRSQR)S(Q或約束條件，不約束條件，不能同時為零能同時為零次態卡諾圖次態卡諾圖特征方程特征方程Q ： 原狀態或現態原狀態或現態Q*：新狀態或次態：新狀態或次態1、 特性表：特性表：輸入信號與原態、次態列入真值表輸入信號與原態、次

7、態列入真值表中，這種含有狀態變量的真值表稱為特性表。中，這種含有狀態變量的真值表稱為特性表。2、 特征方程：特征方程：表示電路次態與輸入變量和電路現態之間的邏表示電路次態與輸入變量和電路現態之間的邏輯關系的狀態方程。輯關系的狀態方程。 SR鎖存器的特性表鎖存器的特性表 RDSDQQ* 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1Q*第五章 觸發器動作特點動作特點 在在SR鎖存器中，輸入信號直接加在輸出門上，所鎖存器中，輸入信號直接加在輸出門上，所以輸入信號在全部作用時間里以輸入信號在全部作用時間里(即即SD或或RD為為1

8、的全部時的全部時間間)，都能直接改變輸出端，都能直接改變輸出端Q和和Q 的狀態。的狀態。 把把SD(SD )稱作稱作直接直接置位端，把置位端，把RD(RD )稱作稱作直接直接復復位端，把位端，把SR鎖存鎖存器稱作直接置位、復位觸發器。器稱作直接置位、復位觸發器。G1G2RDQSD由或非門組成的由或非門組成的SR鎖存器鎖存器Q第五章 觸發器例：例：SR鎖存器電路中，已知輸入端的電壓波形，畫出輸出端鎖存器電路中，已知輸入端的電壓波形，畫出輸出端的電壓波形。的電壓波形。解：解：t1t2t3t4t5t6t7t8不穩定不穩定不穩定不穩定第五章 觸發器 在數字系統中，為協調各部分的動作，常要求在數字系統中

9、，為協調各部分的動作，常要求某些觸發器在同一時刻動作，就必須引入同步信某些觸發器在同一時刻動作，就必須引入同步信號，使這些觸發器只有在號，使這些觸發器只有在同步信號同步信號到達時才按輸到達時才按輸入信號改變狀態。把這個入信號改變狀態。把這個同步信號同步信號稱作稱作時鐘信號，時鐘信號，用用CP（Clock PulseClock Pulse）表示，也可）表示，也可記作記作CLK。 把受時鐘信號控制的觸發器統稱為把受時鐘信號控制的觸發器統稱為時鐘觸發器時鐘觸發器，以區別于以區別于SR鎖存器。同步鎖存器。同步SRSR觸發器是結構最簡單觸發器是結構最簡單的一種。的一種。第五章 觸發器同步同步SR觸發器（

10、鐘控觸發器（鐘控SR觸發器）觸發器）1、電路圖與邏輯符號、電路圖與邏輯符號CP = 0：狀態不變：狀態不變S = 0，R = 0：Q* = Q S = 1，R = 0：Q* = 1 S = 0，R = 1：Q* = 0 S = 1，R = 1：Q* = CP = 1：SR鎖存器鎖存器輸入端均為輸入端均為1CP=011CP=1S=0R=0S=10S=0R=110S=1R=100控制輸入端控制輸入端R、S通過通過“非非”門作用于門作用于 SR鎖存器鎖存器第二節第二節 電平觸發的觸發器電平觸發的觸發器第五章 觸發器2、真值表、真值表0SRQRSQ 約束條件，不約束條件，不能同時為能同時為13、特征方

11、程、特征方程CP = 1S = 0，R = 0：Q* = Q S = 1，R = 0：Q* = 1 S = 0，R = 1：Q* = 0 S = 1，R = 1：Q* = RSQ*00 Q01 110 011 同步同步SR觸發器真值表觸發器真值表次態卡諾圖次態卡諾圖第五章 觸發器假設假設CP = 1時，控制輸入不改變。時，控制輸入不改變。4、時鐘控制、時鐘控制SR觸發器邏輯功能波形圖觸發器邏輯功能波形圖設觸發器的初始狀態為設觸發器的初始狀態為Q = 0第五章 觸發器例：已知觸發器的輸入信號如圖所示，試畫出輸例：已知觸發器的輸入信號如圖所示，試畫出輸出端的電壓波形。設觸發器的初始狀態為出端的電壓

12、波形。設觸發器的初始狀態為Q = 0。CP = 1期間內輸入信號多次發生變化，則觸發器也會多次翻轉。期間內輸入信號多次發生變化，則觸發器也會多次翻轉。解：解：t1t2t3t4t5t6t7第五章 觸發器5 5、帶異步置位、復位端的同步、帶異步置位、復位端的同步SRSR觸發器觸發器 需要在時鐘信號到來之前將觸發器預置為指定的狀需要在時鐘信號到來之前將觸發器預置為指定的狀態，因此在使用的同步態，因此在使用的同步SR觸發器電路上設置專門的異步觸發器電路上設置專門的異步置位輸入端置位輸入端SD和異步復位輸入端和異步復位輸入端RD。SD S CLK R RD S 1S C1 1R RQ Q(c) 國標符號

13、 觸發器在時鐘信號控制下正常工作時應使觸發器在時鐘信號控制下正常工作時應使SD和和RD處于高電平。在圖中電路的具體情況下，用處于高電平。在圖中電路的具體情況下，用SD或或RD將將觸發器預置位或復位應在觸發器預置位或復位應在CLK=0下進行。下進行。RDSDG1G2G3G4S CLK RQ Q(a) 邏輯電路第五章 觸發器動作特點動作特點 由于在由于在CLK=1的全部時間里的全部時間里,S和和R信號都能通過信號都能通過門門G3和和G4加到加到SR鎖存器上，所以鎖存器上，所以在在CLK=1的全部時的全部時間里間里S和和R的變化都將引起觸發器輸出端狀態的變化。的變化都將引起觸發器輸出端狀態的變化。

14、如果在如果在CLK=1的期間內輸入信號多次發生變化，的期間內輸入信號多次發生變化，則觸發器的狀態也會發生多次翻轉，降低了電路的則觸發器的狀態也會發生多次翻轉，降低了電路的抗干擾能力。抗干擾能力。第五章 觸發器D型鎖存器型鎖存器(或雙穩態鎖存器或雙穩態鎖存器) D為數據輸入端，為數據輸入端，CLK為控制端。為控制端。CLK=1時，時，輸出端狀態隨輸入端的狀態而改變，輸出端狀態隨輸入端的狀態而改變，CLK=0時，輸時，輸出狀態保持不變。出狀態保持不變。適用于單端輸入信號的場合。適用于單端輸入信號的場合。(a)電路結構(b)圖形符號第五章 觸發器例例5.3.2 已知同步已知同步D觸發器的輸入信號波形

15、如圖示，觸發器的輸入信號波形如圖示，試畫出試畫出Q和和Q端的電壓波形。設觸發器的初始狀態端的電壓波形。設觸發器的初始狀態為為Q=0。第五章 觸發器第三節第三節 脈沖觸發的觸發器脈沖觸發的觸發器(一一) 邏輯符號邏輯符號一、主從觸發器一、主從觸發器二、主從二、主從JK觸發器觸發器J、K：輸入：輸入R、S：異步置異步置0、置、置1（不受（不受CP限制）限制）Q Q、：輸出：輸出CP：時鐘控制輸入：時鐘控制輸入主從觸發器有：主從觸發器有： 主從主從RS觸發器、計數型觸發器、觸發器、計數型觸發器、T觸發器觸發器 及主從及主從JK觸發器觸發器321JJJJ 321KKKK 第五章 觸發器從觸發器從觸發器

16、(二二) 邏輯功能邏輯功能由兩個鐘控由兩個鐘控RS觸發器構成觸發器構成CP=0:從觸發器接受主觸發器狀態并翻轉穩定從觸發器接受主觸發器狀態并翻轉穩定CP=1:主觸發器接受激勵信號并翻轉穩定主觸發器接受激勵信號并翻轉穩定1、J = K =1 且且 CP = 1主：主：0Q1, 若Q1Q0, 若Q則則A=1，B=0則則A=0，B=1當當CP由由1變變0后，從：后，從：Q Q2、J = 1，K = 0 且且 CP = 1主：主：3、J = 0，K = 1 且且CP = 1主：主：0Q1, 若Q1Q0, 若Q則則A=1，B=0則維持原態則維持原態當當CP由由1變變0后，從：后，從： 1Q 0Q1, 若

17、Q1Q0, 若Q則則A=0，B=1則維持原態則維持原態當當CP由由1變變0后，從：后，從： 0Q 4、J = K = 0，且，且 CP = 1 則維持原態則維持原態主觸發器主觸發器010110100101第五章 觸發器真值表真值表 KJ Q* 00 Q 100 011 11Q (三三) 狀態轉換圖與特征方程狀態轉換圖與特征方程1、狀態轉換圖、狀態轉換圖 主從主從JK觸發器特性表觸發器特性表QQ*JK 0 000 1 100 0 001 1 001 0 110 1 110 0 111 1 01101狀態狀態 0狀態狀態 1J=0K= K=0J= J=1 K= K=1J= 狀態轉換圖狀態轉換圖狀態

18、轉換圖：狀態轉換圖：用圖形的方式用圖形的方式描述觸發器的邏輯功能，兩描述觸發器的邏輯功能，兩個圓圈分別表示兩個穩定狀個圓圈分別表示兩個穩定狀態，用帶箭頭的直線或弧線態，用帶箭頭的直線或弧線表示狀態轉換的方向，而且表示狀態轉換的方向，而且在其上標注轉換條件。在其上標注轉換條件。主從主從JK觸發器消除觸發器消除了不定態了不定態第五章 觸發器2、特征方程、特征方程 主從主從JKJK觸發器特性表觸發器特性表QQ*JK0 0001 1000 0011 0010 1101 1100 1111 011QKQJQ次態卡諾圖次態卡諾圖第五章 觸發器（四）主從（四）主從JK觸發器對激勵信號的要求觸發器對激勵信號的

19、要求JK觸發器的工作波形：觸發器的工作波形：CP = 1，若若J、K變化，觸發器的狀態與真值表不對應。變化，觸發器的狀態與真值表不對應。故使用主從故使用主從JK觸發器，要求其觸發器，要求其JK輸入端的信號在輸入端的信號在CP脈脈沖作用期間保持恒定，以免產生多次翻轉現象。沖作用期間保持恒定，以免產生多次翻轉現象。第五章 觸發器（五）（五）JK觸發器構成觸發器觸發器構成觸發器JK觸發器的觸發器的J、K端連接在端連接在一起構成觸發器一起構成觸發器真值表真值表 KJ Q* 00 Q 100 011 11Q 真值表真值表T Q*0Q1Q 1、邏輯符號、邏輯符號2、真值表、真值表 T觸發器：觸發器：當控制

20、信號當控制信號T=1時，每來一個時，每來一個CP信號，觸發器信號，觸發器的狀態就翻轉一次；而當的狀態就翻轉一次；而當T=0時，時，CP信號到達后觸發器的信號到達后觸發器的狀態保持不變。狀態保持不變。第五章 觸發器QTQTQTQ T T觸發器特性表觸發器特性表QQ*T 0 00 0 11 1 01 1 103、狀態轉換圖、狀態轉換圖4、特征方程、特征方程T觸發器觸發器是一個受控制的翻轉觸發器。是一個受控制的翻轉觸發器。第五章 觸發器第四節第四節 邊沿觸發的觸發器邊沿觸發的觸發器一、工作原理一、工作原理主從觸發器：主從觸發器：CP=1，若若J、K變化，觸發器的狀態與真值表不變化，觸發器的狀態與真值

21、表不對應，對激勵信號要求嚴格。對應，對激勵信號要求嚴格。二、維持二、維持-阻塞阻塞D觸發器觸發器（一）邏輯符號（一）邏輯符號D：輸入：輸入CP：時鐘控制，上升沿觸發：時鐘控制，上升沿觸發邊沿觸發器：上升沿觸發或下降沿觸發，邊沿觸發器：上升沿觸發或下降沿觸發，激勵端的信號在邊沿激勵端的信號在邊沿 時刻的前后幾個延遲時間內保持不變，便可以穩時刻的前后幾個延遲時間內保持不變，便可以穩 定地根據激勵輸入翻轉。定地根據激勵輸入翻轉。次態僅取決于時鐘信號邊沿時次態僅取決于時鐘信號邊沿時刻輸入信號的取值刻輸入信號的取值包括：利用包括：利用CMOS傳輸門的邊傳輸門的邊沿觸發器、維持阻塞觸發器、沿觸發器、維持阻

22、塞觸發器、利用門電路傳輸延遲時間的邊利用門電路傳輸延遲時間的邊沿觸發器及利用二極管進行電沿觸發器及利用二極管進行電平配置的邊沿觸發器等。平配置的邊沿觸發器等。 ：異步置：異步置0、置、置1DDSR：輸出：輸出QQ第五章 觸發器（二）邏輯功能（二）邏輯功能001110CP = 0，若，若D = 0；CP上升沿：上升沿：Q = 0置置0維持線維持線置置1阻塞線阻塞線CP = 0時，時，門門G、H被封鎖。被封鎖。基本基本RS觸發器觸發器的狀態維持。的狀態維持。第五章 觸發器（二）邏輯功能（二）邏輯功能1101101010CP = 0，若，若D = 1；CP上升沿：上升沿：Q = 1置置1維持線維持線置置0阻塞線阻塞線第五章 觸發器 Q* = D 真值表真值表DQ*0 01 1 激勵表激勵表 QQ* D 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1（三）狀態轉換圖（三）狀態轉換圖（四）特征方程（四）特征方程第五章 觸發器（五）觸發器的應用（五）觸發器的應用1、移位寄存器、移位寄存器數碼數碼1數碼數碼1數碼數碼2數碼數碼1數碼數碼3數碼數碼2數碼數碼1數碼數碼4數碼數碼3數碼數碼23按按Q4原來的狀態翻轉，原來的狀態翻轉，2按按Q3原來的狀態翻轉，原來的狀態翻轉，1按按Q2原來的狀態翻轉原來的狀態翻轉第五章 觸發器2、計數器、計數器D1與狀態非連接與狀態非連接Q