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1、第十一章 双稳态触发器,双稳态触发器是能够存储一位二进制码的逻辑电路元件。重点：双稳态触发器的逻辑功能、触发方式 及翻转时刻。,11.1 RS 触发器,11.2 JK 触发器,11.3 D触发器与T触发器,11.1 RS触发器,双稳态触发器有两个互补输出端Q和Q，其输出状态Q不仅与输入有关，而且还与原先的输出状态有关。,一.R-S触发器1.基本R-S触发器,0 11 01 10 0,0 1不变不定,复位(清0)置位(置1)记忆(保持)禁止,触发器现态Qn（原态）和次态Qn+1（新态）之间的转换关系用另一种表格记录下来，称为特性表，它是触发器逻辑功能的另一种表现形式。,特性表,宽度相等的负脉冲从
2、S和R端同时消失后，触发器状态不定。,100101,卡诺图化简,2基本RS触发器的应用举例,在数字系统中，用机械开关对电路发出命令信号，当开关改变位置时，由于弹簧片不能立即与触点稳定接触产生抖动，使电压或电流波形产生“毛刺”。如果用开关的输出直接驱动逻辑门，经过逻辑门整形后，输出会有一串脉冲干扰信号导致电路工作出错。,基本RS触发器去抖动功能,利用基本RS触发器的记忆作用可以消除机械开关振动对数字电路所产生的影响。在触发器的工作过程中，允许触发器状态改变的输入信号称为触发信号，信号的形式称为触发方式，触发器状态的改变称为翻转。基本RS触发器的触发方式是电平触发方式，这种触发方式又分为低电平触发
3、和高电平触发。,100,二.同步RS触发器,基本RS触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制，同步RS触发器实现在规定时间内，触发器按各自输入信号所决定的状态同步触发翻转。,工作原理,1 00 10 01 1,0 1不变不定,复位(清0)置位(置1)记忆(保持)禁止,真值表,特性表,从工作原理可知:输出翻转控制在脉冲作用时间段,因而称为脉冲触发方式。在脉冲作用时,可能出现多次翻转(空翻）。脉冲触发又可分为正、负脉冲触发。,0 01101,卡诺图化简,特点 CP=1，接收信号，允许翻转。CP=0，封锁信号，禁止翻转。,正脉冲触发,例：根据CP、S、R的波形，试画出上面分析的RS触发器输出Q的波形，
4、设初始状态Q=0。解:,触发器在CP=1时翻转。在CP=1的时间间隔内R、S的状态变化就会引起触发器状态的变化。脉冲触发方式能控制触发器在一段时间内翻转，不能实现在一舜间翻转，因此应用中受到一定限制。,三.主从R-S触发器,工作原理：CP=1作用其间：主触发器工作，QM随R-S翻转；从触发器因 CP=0被封锁，输出Q保持不变。CP负跳沿(即10),CP由0 1：主触发器被封锁，从触发器工作，Q为QM最后值。CP=0后：主触发器的状态保持不变,因而输出状态保持不变。这样,两个R-S触发器的的互相制约,实现了在某一特定时刻翻转。该触发器的触发方式称为边沿触发，属于负跳沿触发。边沿触发又可分为正跳沿
5、触发与负跳沿触发。,负跳沿触发,主从触发器的特点:,触发器在CP有效作用期间接收输入信号，在CP的有效跳变沿触发翻转，在CP有效跳变沿后封锁输入信号。触发器的翻转状态由CP作用期间输入信号的状态而定。主从触发器对输入信号：对于负跳沿触发的触发器，输入信号应在CP正跳沿前加入，并在CP正跳沿后的高电平期间保持不变，为主触发器触发翻转做好准备，若输入信号在CP高电平期间发生改变，将可能使主触发器发生多次空翻，产生逻辑错误。时钟脉冲的要求：CP正跳沿后的高电平要有一定的延迟时间，以确保主触发器达到新的稳定状态，CP负跳沿使触发器发生翻转后，CP的低电平也必须有一定的延迟时间，以确保从触发器达到新的稳
6、定状态。,11.2 JK触发器,JK触发器解决了主从RS触发器存在不稳定状态的问题。一.主从JK触发器,工作原理 CP=1时接收JK信号，输出不变；CP负跳瞬间，输出由JK而定：,逻辑功能JK Qn+1=J（与J相同）J=K=0 Qn+1=Qn（不变）,CP=0时，封锁JK信号，输出不变。,显然JK触发器消除了输出不定的状态，其触发方式为边沿触发。,例：设负跳沿主从JK触发器的输入的波形如图所示，画出输出端Q的波形。设初始状态为0。,逻辑符号 负跳沿触发,主触发器状态只能改变1次,由于存在反馈，若Q=0，CP=l，K端封锁(K=0)，主触发器只接受J端置1信号；若Q=1，CP=l，J端封锁(J
7、=0)，主触发器只接受K 端置0信号。所以主触发器状态只能改变1次。在CP的下跳沿，从触发器与主触发器状态取得一致。这种现象称为一次变化现象。,例：设负跳沿主从JK触发器的CP和J、K波形如图所示，画出输出端Q的波形。设初始状态为1。,0 0 01,1,0 1 1 0,0,1,0,主从JK触发器的特点,(1)触发器在时钟脉冲有效作用期间（CP=1或=0）接收输入信号，只在时钟脉冲的跳变沿(负跳沿或正跳沿)触发翻转，在时钟脉冲跳变沿后封锁输入信号。(2)触发器的翻转状态由时钟脉冲作用期间输入信号的状态而定。(3)主触发器的状态只可能根据输入信号改变一次。所以在CP有效作用期间，当J、K改变，若在
8、Qn=0时，J有1，Qn+1=1(改变)；若在Qn=1时，K有1，Qn+1=0(改变)。否则Qn+1不变。主从触发器工作时，必须在CP有效作用期间前加入输入信号。如果在有效作用期间出现干扰信号，那么就有可能出现一次变化现象，使触发器的状态出错。避免出现一次变化现象的有效方法是采用边沿触发器。,二.边沿JK触发器,接受输入信号、触发翻转、封锁输入是在同一时刻（时钟脉冲有效跳变沿）完成。判断边沿触发器次态的依据是触发跳变沿前瞬间输入端的状态。边沿触发器的触发方式可分为正跳沿和负跳沿，在符号中，由时钟脉冲端子CP加以区别。,正跳沿,负跳沿,逻辑功能JK Qn+1=J（与J相同）J=K=0 Qn+1=
9、Qn（不变）,CP=0时，封锁JK信号，输出不变。,例：已知CP、J、K波形及初始状态与上例相同，试画出负跳沿JK触发器的输出端Q的波形。并比较两个结果。,比较两结果，如果输入信号在CP=1前加入，并在CP=1时间内保持不变，则主从负跳沿JK触发器与负跳沿JK触发器输出结果相同；如果在CP=1时间内输入信号发生改变，因前者可能出现一次变化现象，造成结果不同。,CPJKQMQ主从Q,123456,三.集成JK触发器,TTL双JK触发器74LS76 JK触发器74LS76功能表,逻辑符号和引脚分布图,该器件内含两个相同的JK触发器，它们都带有预置和清零输入，属于负跳沿触发器。如果在一片集成器件中有
10、多个触发器，通常在符号前面(或后面)加上数字，以示不同触发器的输入、输出信号。,例：设负跳沿边沿JK触发器的起始状态为0，各输入端的波形如图所示，试画出的输出波形。,SDJCPKRD,11.3 边沿D触发器与边沿T触发器,一.D触发器 若只取JK触发器输入信号JK，且J=D，就构成D触发器。特性方程 Qn+1=D,边沿D触发器 也可分为正跳沿 D触发器 和负跳沿 D触发器。C1端子没有小圈表示正跳沿 D触发器，否则，是负跳沿 D触发器。,逻辑符号,例：触发器组成的电路如图所示，试根据D和CP波形画出Q的 波形(设初态为0)。,解：第一个触发器是正跳沿D触发器，第二个JK触发器和与非门组成负跳沿
11、D触发器。,Q1,Q2,二.T触发器,将JK触发器的J、K端连接在一起作为T端，就构成了T触发器，因此T触发器没有专门设计的定型产品。,例1：电路和输入信号波形如图所示，画出各触发器Q端的波形。各触发器的初始状态为0。,解：两个JK触发器均连接成负跳沿T触发器。,例2：触发器电路和输入信号波形如图所示，画出各触发器Q端的波形。,解：,Q1,Q2,*11.4 触发器的功能转换,不同触发器其逻辑功能不同，同一触发器是否可以转换为功能不同触发器？1.代数转换法 2.图表转换法（通用法）例 将D触发器转换为JK触发器。解(1)列出D、JK触发器的驱动表(2)写出转换D表达式(3)画出转换逻辑电路图,小结,1双触发器的符号、特性方程、功能、触发方式,基本RS 同步RS 主从JK 边沿JK D(T),电平触发 脉冲触发 边沿触发 边沿触发,(T),小结,2主从触发器和边沿触发器的异同点：翻转虽然都发生在脉冲跳变时，但接收输入信号的时间有所不同，如果是负跳变触发器，对于主从触发器，在正脉冲时接收信号；对于边沿触发器，在触发沿接收信号。3主从RS触发器与主从JK触发器的区别：主从RS触发器存在不定状态，主触发器可出现多次空翻；主从JK触发器没有不定状态，主触发器可出现1次翻转。4.利用触发器的驱动表可实现触发器功能转换(图表转换法)。,
