時序電路必然具有記憶功能，因而組成時序電路的基本單元是觸發器。時序邏輯電路的特點在數字電路中，凡是任一時刻的穩定輸出不僅決定于該時刻的輸入，而且還和電路原來的狀態有關者，都叫做時序邏輯電路，簡稱時序電路。組合邏輯電路存儲功能............XYZW1電子技術數字電路部分第四章觸發器2第四章觸發器§4.1概述§4.2觸發器的基本形式§4.3觸發器按邏輯功能的分類§4.4觸發器邏輯功能的轉換§4.5觸發器的觸發方式§4.6觸發器應用舉例3能夠存儲一位二進制數字信號的基本單元觸發器輸出有兩種可能的狀態：0、1；——雙穩態觸發器輸出狀態不只與現時的輸入有關，還與原來的輸出狀態有關；觸發器是有記憶功能的邏輯部件。按功能分類：R-S觸發器、D型觸發器、JK觸發器、T型觸發器等。§4.1概述

觸發器4&a&b反饋兩個輸入端兩個輸出端§4.2基本RS觸發器基本RS觸發器－各種功能觸發器的基本單元56&a&b輸入RD=0,SD=1時若原狀態：11001010輸出仍保持：工作原理與邏輯功能7&a&b輸入RD=0,SD=1時若原狀態：01111010輸出變為：即輸入RD=0,SD=1時觸發器始終處于“0”狀態，也稱復位狀態8輸入RD=1,SD=0時若原狀態：10101011輸出變為：&a&b9輸入RD=1,SD=0時若原狀態：00110101輸出保持：&a&b即輸入RD=1,SD=0時觸發器始終處于“1”狀態，也稱置位狀態10輸入RD=1,SD=1時若原狀態：10111001輸出保持原狀態：&a&b11輸入RD=1,SD=1時若原狀態：01110110輸出保持原狀態：&a&b即輸入RD=1,SD=1時觸發器始終處于記憶狀態12輸入RD=0,SD=0時0011輸出全是1但當RD=SD=0同時變為1時，翻轉快的門輸出變為0，另一個不得翻轉。&a&b13基本觸發器的功能表14總結1.基本觸發器是雙穩態器件，只要令RD=SD=1，觸發器即保持原態。穩態情況下，兩個輸出互補。一般定義Q為觸發器的狀態。2.在控制端加入負脈沖，可以使觸發器狀態變化。SD端加入負脈沖，使Q=1，SD稱為“置位”或“置1”端；RD端加入負脈沖，使Q=0，RD

稱為“復位”或“清0”端。15二觸發器邏輯功能的描述方法1、狀態轉移真值表2、狀態轉移方程3、狀態轉移圖16（1）狀態轉移真值表(特性表）現（初）態：電路在某各考察瞬間tn時刻的狀態Qn次態：電路將要達到的下一個狀態Qn+117簡化真值表18192021波形分析：224.3.同步RS觸發器&c&d&a&bCP時鐘信號直接清0、置1端

為協調各觸發器的動作，加時鐘脈沖信號CP，叫同步（鐘控）觸發器。按控制信號的不同，觸發器又分成以下不同種類：R、S為輸入控制端§4.3觸發器按邏輯功能的分類23&c&d&a&bCPCP=0時011觸發器保持原態24CP=1R=0S=0時1&c&d&a&bCP0011觸發器保持原態25CP=1R=0S=1時1&c&d&a&bCP0110觸發器變為“1”態01126CP=1R=1S=0時1&c&d&a&bCP1001觸發器變為“0”態1027CP=1R=1S=1時1&c&d&a&bCP1101觸發器變為不確定態0128同步RS觸發器的功能表29簡化的功能表Qn+1---下一狀態（一個時鐘脈沖過后的狀態）Qn---原狀態30RSCQ邏輯符號31例：畫出同步RS觸發器的輸出波形。CPRSQSetReset使輸出全為1CP撤去后狀態不定32狀態方程3334&c&d&a&bCP異步置1端平時置1異步置0端平時置135RDSDRSCQ邏輯符號365.2.2同步D觸發器D&c&d&a&bCP輸入端37圖4.2.7D型鎖存器電路

（a）基本形式（b）7475采用的電路38CP=0時，a、b門被堵塞，輸出保持原態：011保持D&c&d&a&bCP39CP=1時，a、b門被打開，輸出由D決定：若D=01011001D&c&d&a&bCP40CP=1時，a、b門被打開，輸出由D決定：若D=11100110D&c&d&a&bCP41RDSDDCQ功能表邏輯符號42CPDQ例：畫出同步D觸發器的輸出波形。435.2.3時鐘JK觸發器在JK觸發器中，J,K可以同時為“1”。得到的次態和初態相反。44JK觸發器的特性方程：45例：畫出同步JK觸發器的輸出波形。465.2.4T觸發器R2S2CF從R1S1CF主CPTT=0時CP不起作用，T=1時狀態翻轉。47功能表邏輯符號狀態方程48時序圖CPQT491、觸發方式觸發方式正邊沿觸發負邊沿觸發CP上升沿時刻翻轉CP下降沿時刻翻轉5.2.5同步觸發器存在的問題——空翻電平觸發正電平觸發負電平觸發CP=1時刻CP=0時刻50由于在CP=1期間，G3、G4門都是開著的，都能接收R、S信號，所以，如果在CP=1期間R、S發生多次變化，則觸發器的狀態也可能發生多次翻轉。在一個時鐘脈沖周期中，觸發器發生多次翻轉的現象叫做空翻。這種空翻現象應該避免。為了解決空翻問題，需采用其他類型的觸發器。2、空翻515.3邊沿觸發器為了免除CP=1期間輸入控制電平不許改變的限制，可采用邊沿觸發方式。目前用于數字集成電路產品中的邊沿觸發器電路有利用CMOS傳輸門的邊沿觸發器、維持阻塞觸發器、利用門電路傳輸延遲時間的邊沿觸發器等，其特點是：觸發器只在時鐘跳轉時發生翻轉，而在CP=1或CP=0期間，輸入端的任何變化都不影響輸出。如果翻轉發生在上升沿就叫“上升沿觸發”或“正邊沿觸發”。如果翻轉發生在下降沿就叫“下降沿觸發”或“負邊緣觸發”。下面以邊緣觸發的維持阻塞D觸發器為例講解。52&e&f&c&d&a&bDCP設原態Q=0并設D=11CP=0期間，c、d被鎖，輸出為1。001101、正邊緣觸發的維持阻塞D觸發器：531c=1、d=1反饋到a、b的輸入，a、b輸出為0、1。001111010&e&f&c&d&a&bDCP54CP正沿到達時c、d開啟，使c=1，d=0。11110110Q翻轉為101&e&f&c&d&a&bDCP55CP正沿過后，d=0將c封鎖,并使b=1，維持d=0，即維持觸發器為1,阻止了c=0。11001因此以后CP=1期間D的變化不影響輸出。001&e&f&c&d&a&bDCP56邊沿觸發的D觸發器功能表正沿觸發57邏輯符號CQCQ負沿觸發正沿觸發DD58例4.3.1已知維持—阻塞D觸發器的輸入波形，畫出輸出波形圖。解：在波形圖時，應注意以下兩點：（1）觸發器的觸發翻轉發生在CP的上升沿。（2）判斷觸發器次態的依據是CP上升沿前一瞬間輸入端D的狀態。根據D觸發器的功能表，可畫出輸出端Q的波形圖。592.傳輸延遲時間的邊沿JK觸發器603、CMOS主從結構的邊沿觸發器1．電路結構:由CMOS邏輯門和CMOS傳輸門組成主從D觸發器。由于引入了傳輸門，該電路雖為主從結構，卻沒有一次變化問題，具有邊沿觸發器的特性。612．工作原理觸發器的觸發翻轉分為兩個節拍：（1）當CP變為1時，TG1開通，TG2關閉。主觸發器接收D信號。同時，TG3關閉，TG4開通，從觸發器保持原狀態不變。（2）當CP由1變為0時，TG1關閉，TG2開通，主觸發器自保持。同時，TG3開通，TG4關閉，從觸發器接收主觸發器的狀態。D62書中提到的利用CMOS傳輸門的邊沿觸發器、維持阻塞觸發器、利用傳輸延遲時間的邊沿觸發器其次態均是僅取決于CP信號的上升沿或下降沿到達時輸入的邏輯狀態，而在這以前或以后，輸入信號的變化對觸發器輸出的狀態沒有影響。635.4主從觸發器一、電路結構與工作原理提高可靠性，要求每個CLK周期輸出狀態只能改變1次1、主從RS觸發器64工作原理（1）接收輸入信號過程CP=1期間：主觸發器控制門G7、G8打開，接收輸入信號R、S，有：

從觸發器控制門G3、G4封鎖，其狀態保持不變。106501（2）輸出信號過程CP下降沿到來時，主觸發器控制門G7、G8封鎖，在CP=1期間接收的內容被存儲起來。同時，從觸發器控制門G3、G4被打開，主觸發器將其接收的內容送入從觸發器，輸出端隨之改變狀態。在CP=0期間，由于主觸發器保持狀態不變，因此受其控制的從觸發器的狀態也即Q、Q的值當然不可能改變。CP下降沿到來時有效特性方程66邏輯符號電路特點主從RS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CP＝1期間接收輸入信號，CP下降沿到來時觸發翻轉的特點。但其仍然存在著約束問題，即在CP＝1期間，輸入信號R和S不能同時為1。67XXXX0000001110011011010001101101*1111*特性表686970列出真值表XXXX00000011100110110100011011011110XXXX0000001110011011010001101101*1111*71特性表時序圖72電路特點邏輯符號①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CP＝1期間接收輸入信號，CP下降沿到來時觸發翻轉的特點。②輸入信號J、K之間沒有約束。③存在一次變化問題。73二、脈沖觸發方式的動作特點74例7576功能表邏輯符號JCQK狀態方程77圖4.2.11具有多輸入端的主從JK觸發器78時序圖CPKJQJQ保持T794、不同類型觸發器之間的轉換轉換步驟：（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。（3）比較已有和待求觸發器的特性方程，根據兩個方程相等的原則求出轉換邏輯。（4）根據轉換邏輯畫出邏輯電路圖。轉換方法：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。801、將JK觸發器轉換為RS、D、T和T＇觸發器JK觸發器→RS觸發器RS觸發器特性方程變換RS觸發器的特性方程，使之形式與JK觸發器的特性方程一致：81比較，得：電路圖822.JK觸發器轉換成D觸發器DCQKJCP比較JK觸發器和D觸發器可得：833.JK觸發器→T觸發器在數字電路中，凡在CP時鐘脈沖控制下，根據輸入信號T取值的不同，具有保持和翻轉功能的電路，即當T＝0時能保持狀態不變，T＝1時一定翻轉的電路，都稱為T觸發器。特性表邏輯符號84T觸發器特性方程：與JK觸發器的特性方程比較，得：電路圖85狀態圖時序圖864.JK觸發器→T＇觸發器在數字電路中，凡每來一個時鐘脈沖就翻轉一次的電路，都稱為T＇觸發器。特性表邏輯符號87T＇觸發器特性方程：與JK觸發器的特性方程比較，得：電路圖變換T＇觸發器的特性方程：88狀態圖時序圖892、將D觸發器轉換為JK、T和T＇觸發器1.D觸發器→JK觸發器902.D觸發器→T觸發器913.D觸發器轉換成T′觸發器CQDCP比較D觸發器和T’觸發器可得：925.7觸發器的動態特性一、輸入信號寬度二、傳輸延遲時間93一、建立時間二、保持時間三、傳輸延遲時間四、最高時鐘頻率94集成觸發器一、集成觸發器舉例1．TTL主從JK觸發器74LS72特點：（1）