鎖存器和觸發器各詳解PPT講座相關知識回顧：組合電路：不含記憶元件、無反饋、輸出與原來狀態無關。本章任務：鎖存器和觸發器：本章重點：通過學習鎖存器、觸發器，建立時序的概念;各類觸發器的邏輯功能和觸發方式。

是記憶元件、有反饋、輸出與原來狀態有關。鎖存器和觸發器分類。鎖存器和觸發器外部邏輯功能、觸發方式。22、特點：鎖存器和觸發器是具有記憶功能的基本邏輯單元，能夠存儲一位二進制信息。有兩個能夠保持的穩定狀態，分別用來表示邏輯0和邏輯1。在適當輸入信號作用下，可從一種狀態翻轉到另一種狀態；在輸入信號取消后，能將獲得的新狀態保存下來。1、鎖存器和觸發器5.1概述鎖存器和觸發器是構成時序邏輯電路的基本單元。35.2基本RS鎖存器2、電路結構：由兩個“或非”門構成的R-S鎖存器電路圖1、邏輯符號由門電路組成的，它與組合邏輯電路的根本區別在于，電路中有反饋線，即門電路的輸入、輸出端交叉耦合。≥1R、S為觸發脈沖輸入端，R為復位（Reset）端，S為置位（Set）端Q、Q為兩個互補的輸出端410≥1≥13、工作原理（1）S=0，R=1時

輸出狀態為0，R高電平有效，使鎖存器置0（復位）。R

為復位端，Reset。

10當Q=1時,稱為鎖存器的1狀態，當Q=0時,稱為鎖存器的0狀態。01≥1≥1（2）S=1，R=0時，

輸出狀態為1，S高電平有效,

使鎖存器置1（置位）

。

S

為置位端Set。015≥1≥1≥1≥100010010S=0，R=0，Q=0：=1兩個穩定狀態：S=0，R=0，Q=1：=03）S=R=0時

Q和Q互鎖，保持不變。

這是鎖存器的特點：當輸入處于某一狀態時，輸出保持。

鎖存器的存儲記憶功能611≥1≥100R、S同時變為0時，輸出不穩定。（4）R=S=1

不允許，因為：Q=Q=0不符合邏輯。當R和S同時由1變0時，次態不定。

RS=0(約束條件)7SRQ00不變01010111不定功能表RS=0(約束條件)Qn為鎖存器的原狀態（現態）Qn+1為鎖存器的新狀態（次態）84、波形圖反映觸發器輸入信號取值和狀態之間對應關系的圖形稱為波形圖SRQQ置1置0置1保持不允許置1不允許不確定95、與非門組成的基本RS鎖存器10

這種觸發器的觸發信號是低電平有效，因此在邏輯符號的輸入端處有小圓圈。11基本鎖存器的特點總結◆由于反饋線的存在，無論是復位還是置位，有效信號只需要作用很短的一段時間，即“一觸即發”◆有兩個互補的輸出端，有兩個穩定的狀態◆有復位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原狀態三種功能◆

R為復位輸入端，S為置位輸入端，可以是低電平有效，也可以是高電平有效，取決于鎖存器的結構125.3門控鎖存器1、門控RS鎖存器門控RS鎖存器是在基本鎖存器的基礎上增加兩個與門G3和G4，由鎖存使能信號E控制。E=0時，G3和G4被封鎖，Q3和Q4都為0，S、R端的電平不影響輸出，基本鎖存器保持；

E=1時，G3和G4開放，輸出由S、R決定，完成基本鎖存器的功能。電路結構和工作原理≥1≥1EEG4G313?（不定）111（置1）100（置0）01Qn（保持）00Qn+1SRRS=0(約束條件)E=1時E14不變不變不變不變不變不變置1置0置1置0不變功能波形圖E152、門控D鎖存器CPDQ邏輯門控保證SR不同時為116D觸發器狀態表DQn+1

0101傳輸門控D鎖存器，常用型號八D鎖存器74373。173、門控鎖存器存在的問題——空翻由于在E=1期間，都能接收R、S信號，此時如R、S發生多次變化，鎖存器的狀態也可能發生多次翻轉，這種現象叫做空翻。E185.4主從觸發器1、主從RS觸發器主鎖存器從鎖存器≥1≥1≥1≥119主從觸發器的邏輯結構為主從結構，分別由兩個互補的時鐘控制。20①CP=1時，主鎖存器工作，S、R影響主鎖存器的輸出Q’（信息寫入主鎖存器），但從鎖存器禁止，狀態不變；②CP↓時，從鎖存器工作，在此刻之前主鎖存器的輸出Q’如發生了變化，從鎖存器CP有效時，其輸出將產生相應的變化；工作原理（主鎖存器工作，從鎖存器保持）

（從鎖存器向主鎖存器看齊）

21③CP=0時，主鎖存器禁止，S、R不影響Q’,從鎖存器輸入信號不變，其輸出穩定后不再變化。◆觸發器的總輸出Q只在CP由1變0時刻可能發生翻轉，稱之為下降沿觸發。◆CP一旦變為0后，主鎖存器被封鎖，其狀態不再受R、S影響，因此不會有空翻現象。特點22?（不定）111（置1）100（置0）01Qn（保持）00Qn+1SRCP在RS鎖存器中，必須限制輸入R和S同時為１的出現，這給使用帶來不便。為了從根本上消除這種情況，可將RS鎖存器接成JK鎖存器。23..從鎖存器主鎖存器RSCPF從QQQCPF主JK反饋線互補時鐘控制主、從觸發器不能同時翻轉1.CP

CP2、主從Ｊ－Ｋ觸發器24主鎖存器從鎖存器25..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK工作原理0101F主打開F主狀態由J、K決定，接收信號并暫存。F從封鎖F從狀態保持不變。01CP261..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK010狀態保持不變。從觸發器的狀態取決于主觸發器，并保持主、從狀態一致，因此稱之為主從觸發器。F從打開F主封鎖1CP0271..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK0CP高電平時觸發器接收信號并暫存（即F主狀態由J、K決定，F從狀態保持不變）。要求CP高電平期間J、K的狀態保持不變。CP下降沿()觸發器觸發翻轉（F從狀態與F主狀態一致）。CP低電平時,F主封鎖J、K不起作用&&28..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK邏輯功能分析(1)J=1,K=1

設觸發器原態為“0”態0101111001010狀態不變10翻轉為“1”態狀態不變主從狀態一致001129..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK(1)J=1,K=1設觸發器原態為“1”態為“？”狀態思考翻轉為“0”狀態CPCP1010110101001狀態不變01狀態不變主從狀態一致001130..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK(2)J=0,K=1設觸發器原態為“1”態011010010101001翻轉為“0”態設觸發器原態為“0”態為“？”態保持“0”態31..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK(3)J=1,K=0為“？”狀態置為“1”狀態32..1.CPCPRSCPF從QQQCPF主JK(4)J=0,K=00100000保持原態保持原態保持原態33真值表CP↓34例：已知主從JK觸發器J、K的波形如圖所示，畫出輸出Q的波形圖（設初始狀態為0）J-K觸發器的工作波形下降沿觸發翻轉CPJKQ35

在畫主從觸發器的波形圖時，應注意以下兩點：（1）觸發器的觸發翻轉發生在時鐘脈沖的觸發沿（這里是下降沿）（2）判斷觸發器次態的依據是時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態36主從觸發器的一次翻轉現象101001111001010010110主從觸發器：CP=1,若J、K多次變化，觸發器的狀態與真值表不對應。對激勵信號要求嚴格。觸發器的狀態與真值表不對應375.5邊沿觸發器1、維持-阻塞D觸發器邊沿觸發器：上升沿觸發或下降沿觸發，激勵端的信號在觸發時間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。

RDDCPSDQQ邏輯符號38由與非門構成的基本RS鎖存器（低有效）0111Q111DDD111DDD狀態不變觸發器被封鎖39(1)CP=0時，Qn+1=

Qn

，保持；(2)CP↑到時，則Qn+1=

D，觸發翻轉；(3)CP=1時，無論D是否變化，Qn+1=Qn

，保持(4)CP到時，則Qn+1=Qn，保持工作原理CP上升沿前接收信號，上升沿時觸發器翻轉，上升沿后輸入D不再起作用，觸發器狀態保持。40例：D觸發器工作波形圖CPDQ上升沿觸發翻轉412、利用傳輸延遲的觸發器兩個與或非門構成的SR鎖存器作為觸發器的輸出，與非門構成觸發器的輸入電路，用來接收輸入J、K的值。在集成電路工藝上保證G3、G4的傳輸延遲時間大于SR鎖存器的翻轉時間。42按照邏輯功能的不同特點，通常將時鐘控制的觸發器分為RS觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器等幾種類型。5.6觸發器邏輯功能及其描述邏輯功能描述即描述觸發器的次態與原態、輸入信號之間的邏輯關系，描述方法有特性表（真值表）、特性方程、狀態轉移圖、波形圖等。關于電路結構和邏輯功能關于觸發方式及其表示方法43

2、特征方程

Qn+1＝D

3、狀態轉換圖描述觸發器的狀態轉換關系及轉換條件的圖形稱為狀態圖一、D觸發器1.

D觸發器狀態真值表44

二、JK觸發器1.JK觸發器真值表

JKQnQn+1說明00000101保持（Qn+1=Qn）01001100置0（Qn+1=0）10010111置1（Qn+1=1）11011110翻轉（Qn+1=）452.特征方程JK觸發器的特征方程為3、狀態轉換圖46三、T觸發器如果把JK觸發器的兩個輸入端J和K連在一起，并把這個連在一起的輸入端用T表示，這樣就構成了T觸發器。1.真值表TCPQQ472.特征方程T觸發器的特征方程為3、狀態轉換圖當T觸發器的輸入控制端為T=1時，稱為T’觸發器。T’觸發器的特性方程為：T=1T=1T=0T=048四、RS觸發器1.狀態真值表49RS觸發器功能表

SRQnQn+1說明00000101保持Qn+1=Qn01001100置0Qn+1=010010111置1Qn+1=1110111××不定502.特征方程RS觸發器的特征方程為式中，SR=0為約束項。

3、狀態轉換圖51觸發器功能的轉換1.用JK觸發器轉換成其他功能的觸發器（1）JK→D分別寫出JK觸發器和D觸發器的特性方程比較得：畫出邏輯圖：52（2）JK→T（T’）寫出T觸發器的特性方程：與JK觸發器的特性方程比較，得：J=T，K=T。令T=1，即可得T’觸發器。532．用D觸發器轉換成其他功能的觸發器（1）D→JK寫出D觸發器和JK觸發器的特性方程：

比較兩式，得：畫出邏輯圖。

54（2）D→T圖（b）（3）D→T’圖（c）

55典型集成電路介紹雙上升沿D觸發器56雙下降沿J-K觸發器57例1：時鐘CP及輸入信號D的波形如圖所示,試畫出各觸發器輸出端Q的波形,設各輸出端Q的初始狀態=0。5.7應用舉例58Q1CPDQ259例2：時鐘CP波形如圖所示,試畫出各觸發器輸出端Q的波形,