1、第五章 触发器,5.2 SR 锁存器,5.3 电平触发的触发器,5.4 脉冲触发的触发器,5.1 概述,5.5 边沿触发的触发器,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.1 概 述,一、概念：,1.触发器： 2.现 态： 3.次 态：,能够存储1位二值信号的基本单元电路称为。,触发器接收输入信号之前的状态，用 Q或Qn 表示。(初态),触发器接收输入信号之后的状态，用 Q*或 Qn+1表示。,二、触发器的两个基本特点：,1.具有两个稳定状态0状态和1状态 2.能够接收、保存和输出信号,三、触发器的分类,基本触发器时钟触发器,1.按有无动作的统一时间节拍（时钟脉冲）分,2.按照电路结构不同，触
2、发方式分,电平触发器 脉冲触发器 边沿触发器,3.按照控制方式不同，逻辑功能不同，触发器可分,SR触发器JK触发器D触发器T触发器 T触发器,4.按电路使用开关元件不同，分,TTL触发器 CMOS触发器,5.根据是否集成，分,分立元件触发器 集成触发器,6.根据存储数据的原理不同，分,静态触发器：靠电路状态的自锁存储数据 动态触发器：通过在MOS管栅极输入电容上存储电荷来存储数据,第五章 触发器,5.2 SR 锁存器,5.3 电平触发的触发器,5.4 脉冲触发的触发器,5.1 概述,5.5 边沿触发的触发器,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.2 SR锁存器,一、用或非门组成的SR锁存器
3、,（一）电路结构及逻辑符号,信号输入端，高电平有效。,Q、 是两个互补的信号输出端，表示触发器的状态,（二）工作原理,特性表：,二、用与非门组成的SR锁存器,（一）电路结构及逻辑符号,信号输入端，低电平有效。,Q、 是两个互补的信号输出端，表示触发器的状态,小圆圈表示用低电平作输入信号或叫低电平有效,(二) 工作原理,1、电路有两个稳定状态,2、电路接收输入信号过程 (低电平信号),（1）接收置0信号过程,（2）接收置1信号过程,（2）信号同时撤消时状态不定.(出现竞态现象,可能是0状态,也可能是1状态),6,7,9,8,next,电路无输入信号，即 时，有两个稳定状态：,1,1,1 0,0,
4、ok,0,1,1,0,0 1,1,ok,1,1,1,0,1 1,不变,1,0,ok,0,1,1,0 0,不用,？,ok,（三）逻辑功能表示方法,特性表：反映触发器次态Q*与现态Q和输入R、S之间对应关系的表格。,特性方程：,(用与非门组成),SR锁存器的特性表：,特性方程：,SR锁存器：电平直接控制着触发器输出端的状态(电路抗干扰能力低)；具有置0、置1和保持功能。,SR锁存器叫做直接置位、复位锁存器。,画时序图(波形图) ： 在SR锁存器电路中，已知输入电压波形，试画出输出端对应的电压波形。,第五章 触发器,5.2 SR 锁存器,5.3 电平触发的触发器,5.4 脉冲触发的触发器,5.1 概
5、述,5.5 边沿触发的触发器,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.3 电平触发的触发器,一、 电平触发SR触发器（同步SR触发器）,(一)与非门构成的同步SR触发器,1、电路组成及逻辑符号,R、S 是输入信号；CP是输入控制信号(时钟脉冲) 与非门G1、G2构成锁存器，与非门G3、G4是控制门,CP=0 时，控制门G3、G4被封锁，锁存器保持原来状态不变； CP=1 时，控制门被打开，输入信号被接收，且工作情况同由与非门组成的 锁存器。,2、工作原理：,特性表、特性方程：,3.主要特点：,(1)时钟电平控制,CP=0时触发器保持状态不变； CP=1时的全部时间里S和R的变化都将引起触发器
6、输出端状态的变化， 即同步SR触发器存在空翻现象，不能作计数器。,空翻：CP=1期间输入多次变化会引起触发器输出状态发生多次变化的现象。,(2)R、S 之间有约束,CP=1期间，R、S同时撤消，出现竞态现象，触发器状态不定；,RS1时，CP突然撤消(由1到0)，出现竞态现象，触发器状态不定。,(二)带异步置位、复位端的同步RS触发器,电路结构及逻辑符号 ：,端：异步置位（置1）端 端：异步复位（置0）端,触发器在时钟信号控制下正常工作时应使异步端处于高电平。,异步输入端作用：预置触发器的初始状态；在工作过程中强行置位和复位触发器 。,当 0时，,当 0时，,触发器被复位到0状态,触发器被置位到
7、1状态,画波形图：,二、电平触发D触发器（D型锁存器）,(一)电路组成：,(二)工作原理：,CP=1期间有效,(三)主要特点：,1、时钟电平控制，无约束问题,CP0期间，触发器保持原来状态； CP1期间，D1 则Q*1； D0，则Q* 0； 触发器可以置1、置0。,2、CP1时跟随，下降沿到来时才锁存， 锁存的内容是CP下降沿瞬间D的值。,第五章 触发器,5.2 SR 锁存器,5.3 电平触发的触发器,5.4 脉冲触发的触发器,5.1 概述,5.5 边沿触发的触发器,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,工作原理,1、接收输入信号过程,1,0,一、主从SR触发器,5.4 脉冲触发的触发器,从触
8、发器控制门G3、G4封锁， 其状态保持不变。,CP=1期间： 主触发器控制门G7、G8打开， 接收输入信号R、S，有：,0,1,2、输出信号过程,特性方程,CP下降沿到来时(10)，,主触发器控制门G7、G8封锁，在CP=1期间接收的内容被存储起来。同时，从触发器控制门G3、G4被打开，主触发器将其接收的内容送入从触发器，输出端随之改变状态。,逻辑符号,CP是时钟脉冲端；,S、R信号输入输 ；,2、 R、S 之间有约束,R、S同时由1跳变到0，出现竞态现象，触发器状态不定；,RS1时,CP下降沿到来,出现竞态现象,触发器状态不定。,主要特点,1、主从RS触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输
9、入信号 直接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号，CP下降沿 到来时触发器翻转的特点。,注意：,1、在CP的一个变化周期中，主从RS触发器输出端的状态只可 能改变一次,并且是在CP下降沿到来时改变；,2、CP1期间，若R、S保持不变，则从触发器状态按特性表；若R、S多次变化，则从触发器状态须考虑CP1期间主触发 器的变化。,3、CP0期间，无论R、S状态如何，主触发器状态不再改变， 则从触发器 状态不可能改变。,CP=1期间，R=S=1，则,CP S R,代入主从RS触发器的特性方程，即可得到 主从JK触发器的特性方程：,将,主从JK触发器没有约束。,二、主从JK触发器,特性表,逻辑符号,主
10、要特点,主从JK触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直 接控制的问题，具有CP1期间接收输入信号，CP下降沿到来 时触发翻转的特点。 输入信号J、K之间没有约束。 存在一次变化问题。,注意：,CP=1期间,JK保持不变,从触发器状态按特性表；,CP=1期间,JK多次变化,主触发器状态只变化一次 (只翻转一次),CP J K,第五章 触发器,5.2 SR 锁存器,5.3 电平触发的触发器,5.4 脉冲触发的触发器,5.1 概述,5.5 边沿触发的触发器,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.5 边沿触发的触发器,边沿触发器-,数字集成电路中边沿触发器电路主要有：利用CMOS传输门的
11、边沿触发器维持阻塞触发器利用门电路传输延迟时间的边沿触发器,触发器的次态仅仅取决于CP信号边沿到达时刻输入信号的状态。提高了触发器的可靠性，增强了抗干扰能力。,一、利用CMOS传输门的边沿触发器,(一)电路结构及逻辑符号,具有主从结构形式，包含主触发器和从触发器两大部分及其控制门。属边沿控制的电路。,一、利用CMOS传输门的边沿触发器,(一)电路结构及图形符号,边沿触发的动作特点 在图形符号中以CP输入端处的“”表示.,边沿D触发器的特性方程为：,保持,特性表,带异步置位、复位端的CMOS边沿触发器,当 1时，,当 1时，,触发器被复位到0状态,触发器被置位到1状态,SD 端：异步置位（置1）
12、端 RD 端：异步复位（置0）端,(二)主要特点：,1、CP边沿触发，输出端状态的转换发生在CP的上升沿，而且触发器所保存下来的状态仅仅取决于CP上升沿到达时的输入状态。 2、抗干扰能力强。 3、只具有置1、置0功能。,(三)例题分析,例：在CP上升沿触发的边沿触发器中， CP、D、SD、RD的波形 已知，试画出Q端波形。假定触发器初始状态Q0。,解：由边沿触发器动作特点知，触发器的次态仅仅取决于CP上 升沿到达时D端状态。,CP D SD RD Q,二、维持阻塞触发器,三、利用传输延迟时间的边沿JK触发器,CP端： 有小圆圈表示下降沿触发 无小圆圈表示上升沿触发,CP下降沿时刻有效,特性表,
13、思考题：,例：已知JK触发器输入端CP、J、K波形如图，试完成下面 时序图。,第五章 触发器,5.2 SR 锁存器,5.3 电平触发的触发器,5.4 脉冲触发的触发器,5.1 概述,5.5 边沿触发的触发器,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法,一、时钟触发器功能分类,按照在时钟脉冲操作下电路逻辑功能不同，分为,RS 型触发器 JK 型触发器 D 型触发器 T 型触发器 T 型触发器,触发器的逻辑功能表示方法：,特性表、特性方程、时序图、状态转换图,状态转换图：,具有形象直观的特点，它把触发器的状态转换关系及转换条件用几何图形表示出来。用填有0和1的两个圆
14、圈代表触发器的两个状态，箭头表示状态转换方向。箭头线旁边斜线左上方标注输入信号值(转换条件),RS触发器特性表：,RS 触发器的状态转换图：,(一)T型触发器,T触发器：在CP的作用下，根据输入信号T情况的不同，凡是具有保持和翻转功能的电路，称为T型时钟触发器。简称为T触发器。,特性表：,逻辑符号：,特性方程：,(二)T型触发器,T触发器：凡是每来一个时钟脉冲就翻转一次的电路，称为T型时钟触发器。简称为T触发器。,特性表：,逻辑符号：,特性方程：,（在T触发器基础上若T1，则电路成了T触发器）,小 结,0,二、不同类型时钟触发器的转换,JK触发器RS触发器,JK触发器T触发器,作业：,5-7,5-14,5-19,
