1、第四模塊：觸發器一、本模塊學習目標1、理解基本R、S觸發器的功能、描述方法、電路結構與工作特點；2、熟悉同步R、S觸發器、D觸發器的特點及電路結構；3、掌握主從R、S觸發器、主從J、K觸發器的特點；掌握邊沿觸發器的特點及抗干擾能力強的原因；4、熟練掌握主從J、K觸發器、各類邊沿觸發器的功能描述方法及電路結構與邏輯功能間的關系；5、熟練掌握常用RS、JK、D、T觸發器集成芯片的使用。二、本模塊重難點內容1、觸發器邏輯功能的分類和邏輯功能的描述方法（特性表、特性方程和圖形符號）2、觸發器的不同結構及各自的動作特點。3、觸發器的電路結構類型和邏輯功能類型之間的關系。三、本模塊問題釋疑1、什么是清零、

2、預置？答：清零是將各數據輸出端的狀態全為0；預置是使數據輸出端輸出預定的狀態。什么是直接預置和直接清零？答：預置和清零與CP無關，這種方式稱為直接預置和直接清零。2.預置端和清零端的作用？答：預置端加低電平，清零端加高電平時，觸發器置1，反之觸發器置0，正常工作時，預置端和清零端必須都加高電平。3.什么是觸發器？答：觸發器是能夠存儲1位二進制碼的邏輯電路，它有兩個互補輸出端，其輸出狀態不僅與輸入有關，而且還與原先的輸出狀態有關。是構成時序邏輯電路的基本部件。4.觸發器有哪些特點？答：觸發器的特點如下：1) 它有兩個穩定的狀態：0狀態和1狀態；2) 在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態或1狀態

3、；3) 當輸入信號消失后，所置成的狀態能夠保持不變。5.a.按電路結構觸發器可分為哪幾類？解：觸發器的電路結構分為基本RS觸發器、同步觸發器，主從觸發器和邊沿觸發器。b.觸發器之間相互轉換的方法？答：利用已有觸發器和待求觸發器的特性方程相等的原則，求出轉換邏輯。c.觸發器之間相互轉換的步驟？答：觸發器之間相互轉換的步驟如下：a) 寫出兩個觸發器的特性方程。b) 變換待求觸發器的特性方程，使之形式與已有觸發器的特性方程一致。c) 比較，根據相等原則求轉換邏輯。d) 畫電路圖。6.如果基本RS觸發器由兩個與非門組成，R、S輸入端加上什么電平時觸發器出現不定狀態？答：當R、S均為低電平時出現不定狀態

4、。7.基本RS觸發器的不同名稱？答：基本RS觸發器可稱為電平控制觸發器、置O置1觸發器、置位復位觸發器。8.說明基本RS觸發器在置“1”或置“0”脈沖消失后，為什么觸發器的狀態保持不變。答：基本RS觸發器電路如圖所示。門G1和門G2首尾相接，構成了正反饋。若門G1導通時門G2則截止，形成一個穩定狀態；反之門G1截止時門G2則導通，形成另一個穩定狀態。二者必居其一。在置“1”或置“0”脈中作用下破壞了原來穩定狀態，發生了翻轉而進入另一穩定狀態，此時觸發信號即失去作用，依靠正反饋使該狀態得以保持。氫置“1”或置“0”脈沖消失后，觸發器狀態保持不變，這便是觸發器的記憶功能。9.基本RS的特點有哪些？

5、答：基本RS的特點有1） 觸發器的次態不僅與輸入信號狀態有關，而且與觸發器的現態有關。2） 電路具有兩個穩定狀態，在無外來觸發信號作用時，電路將保持原狀態不變。3） 在外加觸發信號有效時，電路可以觸發翻轉，實現置0或置1。4） 在穩定狀態下兩個輸出端的狀態和必須是互補關系，即有約束條件。10.按觸發器的功能定義，什么為RS觸發器？答：在數字電路中，凡根據輸入信號R、S情況的不同，具有置0、置1和保持功能的電路，都稱為RS觸發器。按結構有基本RS觸發器、同步RS觸發器、主從RS觸發器和邊沿RS觸發器等。11.為什么RS觸發器具有約束條件？答：當RS均為有效電平時，與非門的輸出端Q和全為1，在兩個

6、輸入信號都同時撤去后，觸發器的狀態將不能確定是1還是0，因此稱這種情況為不定狀態，應當避免。故在外加輸入信號RS時一定注意其約束條件。12.列出下圖所示同步RS觸發器的功能表，并寫出其特性方程。答：同步RS觸發器的功能表如下：特性方程為： CP=1期間有效13.在同步RS觸發器的電路中，和兩個輸入端起什么作用？答：和稱為直接置“1”和置“0”輸入端，當任一個（只能一個）輸入為低電平時觸發器便強迫置“1”或置“0”，此時不論外加輸入信號R、S（包括CP端）是何種狀態，都不會影響輸出的狀態。工作時，預置端和清零端必須都加高電平。14.同步觸發器的特點是什么？答：觸發器狀態改變被控制在一個時間段里。

7、CP=1（或0）期間，觸發器按照相應的邏輯功能和輸入信號進行狀態翻轉，CP=0（或1）期間，保持狀態不變。屬于脈沖（控制）觸發。邏輯功能：RS觸發器、JK觸發器、D觸發器。其邏輯符號如下：5）例觸發器的CP、R、S信號波形如圖題所示，畫出Q和端的波形。設初態Q=0。答：當初態Q=0時，其輸出端Q和的波形如圖解所示。 圖圖解15.什么是主從觸發器？答：主從觸發器由兩級同步觸發器構成，其中一級接收輸入信號，其狀態直接由輸入信號決定，稱為主觸發器。還有一級的輸入與主觸發器的輸出連接，其狀態由主觸發器的狀態決定，稱為從觸發器。主從RS觸發器的電路結構如下圖所示：16.主從觸發器的特點？答：觸發器狀態改

8、變被控制在某一時刻。CP=1（或0）期間，觸發器接收信號，CP下降沿時刻觸發器按照相應的邏輯功能和輸入信號進行狀態翻轉，CP=0（或1）期間，保持狀態不變。邏輯功能：RS觸發器、JK觸發器、D觸發器。e)17.畫出主從RS觸發器的邏輯符號及說明表示的含義？答：符號及含義如下：18.主從JK觸發器的特點？答：主從JK觸發器的特點如下： 主從JK觸發器采用主從控制結構，從根本上解決了輸入信號直接控制的問題，具有CP1期間接收輸入信號，CP下降沿到來時觸發翻轉的特點。 輸入信號J、K之間沒有約束。 存在一次變化問題。19.電路如下圖所示，設各觸發器的初態為0，畫出在CP脈沖作用下Q端的波形。圖 圖解

9、答：設圖題a、b、c、d輸出端Q的波形分別為Q1、Q2、Q3、Q4，它們如圖解所示。20.主從JK觸發器出現一次變化現象的兩種情況？答：主從JK觸發器出現一次變化現象的兩種情況如下：f) 觸發器狀態為1，CP=1期間信號K由0變1；g) 觸發器狀態為0，CP=1期間信號J由0變1。21.為避免一次變化現象，主JK觸發器對輸入信號有何要求？答：以負跳沿觸發為例，J、K信號在CP上升沿前加入，CP=1期間保持不變，CP下降沿時觸發器狀態改變。這也是主從觸發器的脈沖工作特性。22.什么是觸發器的脈沖工作特性？答：觸發器對時鐘脈沖、輸入信號之間的時間關系的要求稱為觸發器的脈沖工作特性。23.什么是最高

10、時鐘頻率fmax？答：fmax就是觸發器在計數狀態下能正常工作的最高工作頻率，是表明觸發器工作速度的一個指標。24.什么是維持時間？答：JK主從觸發器存在一次變化現象，因此J、K信號必須在CP正跳沿前加入，并且不允許在CP=1期間發生變化，為了工作可靠，CP=1的狀態必須保持一段時間，即維持時間。25.按功能說明什么為JK觸發器？答：在數字電路中，凡在CP時鐘脈沖控制下，根據輸入信號J、K情況的不同，具有置0、置1、保持和翻轉功能的電路，都稱為JK觸發器。26.將JK觸發器的J和K端懸空（也稱T觸發器），試分析其邏輯功能。答：觸發器是由“與”非門組成，當輸入端J和K懸空時，相當于J=K=1，所

11、以是一只計數觸發器，可在CP脈沖作用下連續翻轉而計數。27.什么是計數？答：所謂計數就是觸發器狀態翻轉的次數與CP脈沖輸入的個數相等，以翻轉的次數記錄CP的個數。28.什么是邊沿觸發器？答：邊沿觸發器是在時鐘信號CP上升沿或下降沿到來瞬間，觸發器才根據輸入觸發信號改變輸出狀態，而在時鐘信號CP的其他時刻，觸發器將保持輸出狀態不變。29.上升沿觸發的邊沿觸發器在CP=0，CP=1時，保持狀態是否相同？答：不同。CP=0時，觸發器保持觸發前的狀態。而CP=1時，保持觸發后的狀態。30.邊沿JK觸發器有哪些特點？答：邊沿JK觸發器特點為：（1）邊沿觸發，無一次變化問題。（2）功能齊全，使用方便靈活。

12、（3）抗干擾能力極強，工作速度很高。31.用邊沿JK觸發器組成一個四分頻電路？答：其電路如下圖所示：32.歸納基本RS觸發器、同步觸發器、主從觸發器和邊沿觸發器觸發翻轉的特點？答：（1）基本RS觸發器：在輸入信號S和R全部作用時間內，都能直接改變輸郵端Q和的狀態。（2）同步RS觸發器：在CP=1的全部時間內，S和R的變化都將引起觸發器狀態的相應改變。（3）主從觸發器：觸發器的翻轉分兩步動作，第一步，在CP=1（或CP=0）期間主觸發器接收輸入端的信號被置成相應的狀態，從觸發器不動；第二步，CP下降沿（或上升沿）到來時從觸發器按照主觸發器的狀態翻轉。因為主觸發器本身是一個同步RS觸發器，所以在C

13、P=1的全部時間里輸入信號都將對主觸發器起控制作用。（4）邊沿觸發器：觸發器的狀態僅取決于CP信號的上升沿或下降沿到達時輸入端的邏輯狀態，而在這以前或以后，輸入信號的變化對觸發器的狀態沒有影響。33.解釋邊沿觸發器的工作速度高于主從觸發器的原因？答：觸發器的工作速度是指從輸入信號加入的時刻到觸發器輸出端翻轉所需的時間。邊沿觸發器是在CP正（或負）跳沿前接受輸入信號，正（或負）跳沿時觸發翻轉，工作速度不到半個時鐘周期，即工作速度<CP周期，CP跳變前瞬間輸入信號，CP跳變后觸發翻轉。對主從觸發器，輸入信號在CP正跳沿前加入，CP正跳沿后的高電平要有一定的延遲時間，以確保主觸發器達到新的穩定

14、狀態，CP負跳沿使觸發器翻轉，所以，工作速度>CP周期，CP要經歷兩次跳變，CP正跳前輸入信號，CP負跳后觸發翻轉。34.什么是T觸發器？答：根據輸入信號T的情況不同，凡是具有保持和計數功能的電路都叫T型觸發器。35.特性方程的定義？答：由狀態真值表寫出的表明次態（Qn+1）與輸入信號及現態（Qn）關系的邏輯函數表達式。例如同步RS觸發器的特性方程如下： CP=1期間有效36.寫出RS觸發器、JK觸發器、T觸發器和D觸發器的特性方程？答：RS觸發器：JK觸發器：T觸發器：D觸發器：37.雙穩態觸發器的主要特點？答：（1）具有“0”態和“1”態兩個穩定狀態。（2）在外部信號作用下能實現狀態

15、轉換，即翻轉。（3）外部信號消失時具有記憶功能。（4）三種輸入控制信號。38.列舉集成觸發器的輸入控制信號？答：集成觸發器的輸入控制信號有：（1）置位，復位信號。（2）時鐘脈沖信號CP。（3）外部激勵信號。39.列舉觸發器邏輯功能的表示方法？答：觸發器邏輯功能的表示方法如下：（1）狀態表或功能表；（2）狀態方程；（3）狀態轉換圖；（4）波形圖即時序圖。40.什么是觸發器的空翻？答：在計數式RS觸發器中，當CP脈沖高電平期間觸發器翻轉后的新狀態，被反饋到輸入端，在CP脈沖寬度大于觸發器翻轉時間，那么觸發器將再次翻轉，這就是說一個脈沖使觸發器翻轉了多次，稱為空翻。41.什么是空翻和振蕩？它們對觸發

16、器有何影響？答：空翻即在一個時鐘周期內，由于輸入激勵信號的變化，使觸發器產生多次翻轉。振蕩即在CP有效期間內，由于反饋線的存在，使觸發器的狀態不停地轉換，它們的存在使得觸發器難于正常工作。正常工作時要求每來一個CP信號，觸發器只能翻轉一次。為此，實用觸發器必須克服空翻與振蕩。42.如何解決空翻與振蕩？答：將CP脈沖電平觸發改為邊沿觸發（即僅在CP脈沖的上升沿或下降沿觸發器按其功能翻轉，其余時刻均處于保持狀態）。43.維持阻塞觸發器如何克服空翻和振蕩？答：維持阻塞觸發器是利用觸發器翻轉時內部產生的反饋信號使觸發器翻轉后的狀態Qn+1得以維持、并且阻止其向下一個狀態轉換而實現克服空翻和振蕩。44.

17、集成觸發器常采用的電路結構？答：集成觸發器常采用的電路結構有：h) 維持阻塞觸發器；i) 邊沿觸發器；j) 主從觸發器。45.列舉雙穩態觸發器的不同分類方法？答：不同分類標準有不同形式：k) 按功能分為RS、JK、D、T和T型觸發器；l) 按結構分為基本、同步、主從、維持阻塞和邊沿型觸發器；m) 按觸發工作方式分為上升沿、下降沿觸發器和高電平、低電平觸發器。46.什么是觸發器的現態和次態？答：觸發器有兩個穩定狀態。Qn為現態，即觸發信號輸入前的狀態；Qn+1為次態，即觸發信號輸入后的狀態。47.列出用來描述觸發器的功能的方式有哪些？答：描述觸發器的功能的方式有：（1）狀態（真值）表；（2）特性

18、方程；（3）狀態轉換圖；（4）驅動表；（5）波形（時序）圖。48.狀態（真值）表的表示方法？答：表明觸發器下一個輸出狀態（次態Qn+1）與輸入信號及現在輸出狀態（現態Qn）關系的表格。例如同步RS觸發器的狀態表如下：49.設主從J-K觸發器的原狀態為1，按照下圖所給出的J、K、CP輸入波形，畫出觸發器Q端的工作波形。答：此題信號K的某些跳變與CP脈沖的跳變發生在同一時刻，這是初學者容易感到疑惑的地方，所以要注意到，畫Q次態波形時應看CP脈沖下降沿前一刻的J、K值。畫波形時，從第1個CP脈沖開始分析，看它的下降沿前的J、K為何值，再依據J-K觸發器真值表所述的功能，確定Q的次態，也就是CP脈沖下

19、降沿觸發以后Q的新狀態。例如圖（a）中第1個CP脈沖下降沿前一刻，J、K同為1，經CP脈沖觸發后Q必然翻轉，所以在第1個CP脈沖下降沿后Q由1變為0。這樣分析下去，直到最后一個CP脈沖為止。故該題正確的Q端工作波形如圖(b)所示。50.狀態轉換圖的表示方法？答：兩個圓圈內標以1和0，表示觸發器的兩個狀態，帶箭頭的弧線表示狀態轉換的方向，箭頭指向觸發器次態，箭尾為現態，弧線旁邊標出狀態轉換的條件。例如T觸發器的狀態轉換圖如下：51.寫出JK觸發器的狀態轉換圖和驅動表。答：JK觸發器的狀態轉換圖和驅動表如下：52.TTL集成主從RS觸發器74L71的3個S端、3個R端及多余端如何處理？答：3個S端

20、和R端分別為與邏輯關系，即1R=R1·R2·R3，1S= S1·S2·S3，多余輸入端應接至高電平。53.怎樣利用JK觸發器組成RS觸發器？答：把RS觸發器的特性方程變換成與JK觸發器的特性方程一致的形式，有因此，J與S相連，K與R相連，便得如下圖示：54.將JK觸發器轉換為D觸發器？答：JK觸發器的特性方程為：；D觸發器的特性方程為：比較可得，令即可。55.將JK觸發器轉換為T觸發器？答：JK觸發器的特性方程為：；T觸發器的特性方程為： 。比較可得，令J=T，K=T即可。56.將JK觸發器轉換為T觸發器？答：JK觸發器的特性方程為：；T觸發器的特性方程

21、為：。比較可得，令J=1，K=1即可。57.將D觸發器轉換為JK觸發器？答：D觸發器的特性方程為：；JK觸發器的特性方程為：。比較可得，令即可。58.將D觸發器轉換為T觸發器？答：D觸發器的特性方程為：；T觸發器的特性方程為：。比較可得，令即可。59.電路和輸入信號CP、X如下圖(a)、(b)所示，設起始狀態Q=0，問經過3個CP脈沖以后，Q、Z分別為什么值？答：要解答這個問題。應正確地畫出工作波形。在電路中有組合邏輯門，就應該首先寫出它們的輸出邏輯式。其中，。由于J-K觸發器的次態方程比較復雜，一般畫波形時不利用其次態方程。而是根據每個CP脈沖下降沿前J、K值，結合真值表，確定CP脈沖下降沿

22、后的Q的新狀態。例如，Q的起始狀態0，在第1個CP脈沖下降沿前一時刻，J=QX=01=1。因為此時J、K都為1，在CP脈沖觸發后，觸發器必翻轉。所以第1個CP脈沖下降沿以后，Q由0變為1。照著這樣分析下去，直到第4個CP脈沖為止（因題中給出了4個CP脈沖）。畫出Q的波形后，再根據，畫Z的對應波形。最后得到的工作波形如上圖(c)所示。從從圖（c）中可知，經過3個CP脈沖作用后，Q=1，Z=0。60.電路和輸入波形如下圖(a)、(b)所示，試畫出Q1、Qz、Z的輸出波形。答：在這個電路中，兩個觸發器的激勵輸入都不是直接來自外來信號。對于這種比較復雜的情況，一般先列出所有激勵輸入端的方程。因為Z是組

23、合邏輯輸出，所以也應列出Z的方程。這些驅動方程為：從上述邏輯式中，可知應先畫出Q1波形，然后畫Q2波形，最后才能畫Z的波形。畫Q1波形時，由于K1與觸發器自身狀態有關，如果按真值表畫比較繁瑣，所以不妨將J1、K1代入次態方程，若得到簡單的表達式，則利用它來畫Q1波形。這里將J1=1，K1=Q1代入，得；這個方程簡單，并意味著，只要，每個CP脈沖的下降沿處都會出現Q1的翻轉。畫Q2波形時，注意D觸發器是在CP脈沖上升沿觸發，且。畫Z波形時，因為它與有關，所以最好也畫出波形，便于判斷Z的狀態。最后所要求的輸出波形如上圖(c)所示。61.將D觸發器轉換為T觸發器？答：D觸發器的特性方程為：；T觸發器

24、的特性方程為：。比較可得，令即可。四、本模塊例題詳解【例4-1】 設主從J-K觸發器的原狀態為1，按照圖4-3(a)所給出的J、K、CP輸入波形，畫出觸發器Q端的工作波形。解： 【關鍵點】此題的特點在于激勵信號K的某些跳變與CP脈沖的跳變發生在同一時刻，所以必須了解：Q次態波形時取決于CP脈沖下降沿前一刻的J、K值而不是取決于CP脈沖下降沿時刻的J、K值。畫波形時，從第1個CP脈沖開始分析，看它的下降沿前一時刻的J、K為何值，再依據J-K觸發器真值表所述的功能，確定Q的次態，也就是CP脈沖下降沿觸發以后Q的新狀態。【具體分析】1、為了便于說明，首先將CP脈沖從到編號； 2、第個CP脈沖下降沿前

25、一刻，J、K同為1，經CP脈沖觸發后Q必然翻轉，所以在第1個CP脈沖下降沿后Q由1變為0。3、第個CP脈沖下降沿前一刻，J=1、K=0，經CP脈沖觸發后Q置1，所以在第個CP脈沖下降沿后Q由0變為1。4、第個CP脈沖下降沿前一刻，J=K=0，經CP脈沖觸發后Q保持不變，所以在第個CP脈沖下降沿后Q仍然為1。 圖4-3 例4-1時間波形圖5、第個CP脈沖下降沿前一刻，J=K=1，經CP脈沖觸發后Q翻轉，所以在第個CP脈沖下降沿后Q由1變為0。 6、第個CP脈沖下降沿前一刻，J=K=0，經CP脈沖觸發后Q保持不變，所以在第個CP脈沖下降沿后Q仍然為0。故該題Q的工作波形如圖4-3(b)所示。【例4

26、-2】 設主從J-K觸發器的原狀態為0，輸入波形如圖4-4(a)所示，試畫出Q端的工作波形。解 ： 【關鍵點】該例題要求讀者不但熟悉J-K觸發器的真值表，還應熟悉、的異步置0、置1的功能。畫波形時，應首先考慮、的直接置0、置1的作用。所謂直接置0置1，是指不考慮CP脈沖的作用，也不考慮所有激勵信號J、K的作用，只要，觸發器Q就為0；而只要()，觸發器Q就為1。只有當時，才分析CP、J、K對觸發器Q的作用。圖4-4 例4-2時間波形圖【具體分析】1、為了便于說明，首先將CP脈沖從到編號，已知Q起始狀態為0； 2、第個CP脈沖期間，()，Q置0，Q保持不變仍為0。3、第個CP脈沖期間，()，Q置1，使Q由0變為1。4、第個CP脈沖到來時，該CP脈沖有效，因在它的下降沿前一時刻，所以在第個CP脈沖下降沿以后，Q翻轉，由1變為0。5、第個CP脈沖期間，、，Q置1，使Q由0變為1；6、第個CP脈沖期間，、，考慮到J=K=1，經CP脈沖觸發后Q應該在第個CP脈沖的下降沿翻轉為0，但是，在第個CP脈沖的下降沿、，Q置1；所以在第個CP脈沖下降沿后Q仍然為1。7、第個CP脈沖期間，、，Q置0；使Q由1變為0；最后，Q的時間波形圖如圖4-4（b）所示。 【例4-3】 電路圖如圖4