第12章 触发器电路电路波形图

111第12章 集成触发器教学重点：1．掌握基本RS 触发器的电路组成、工作原理。

2．掌握同步RS 触发器的电路组成、工作原理。

3．掌握主从RS 触发器、JK 触发器、D 触发器、T 触发器的逻辑功能。

教学难点：1．基本RS 触发器的工作原理。

2．空翻现象出现的原因。

3．主从触发器的工作原理分析。

4．触发器的应用。

学时分配：12.1 集成触发器的基本形式触发器是一种具有记忆功能并且其状态能在触发脉冲作用下迅速翻转的逻辑电路。

基本RS 触发器是各种触发器的基础。

12.1.1 基本RS 触发器一、电路组成将两个集成与非门的输出端和输入端交叉反馈相接，就组成了基本RS 触发器。

1．电路组成基本RS 触发器如图12.1.1(a )所示。

图12.1.1 基本RS 触发器112两个与非门G 1、G 2；两个输入端D D S R 、；两个输出端Q 、Q ，逻辑状态是互补的。

2．工作原理动画 基本RS 触发器 Q 端的状态为触发器的状态。

工作状态：10==Q Q ，时触发器处于“0”态(稳定状态)；01==Q Q ，时触发器处于“1”态(稳定状态)。

二、逻辑功能1．逻辑符号基本RS 触发器的逻辑符号参见图11.1.1(b )。

2．逻辑功能基本RS 触发器的逻辑功能如下： 当10D D ==S R ，时，则)(10==Q Q ； 当01D D ==S R ，时，则)(01==Q Q ； 当11D D ==S R ，时， 则Q 不变(Q 不变)；当00D D ==S R ，时，则Q 不定(Q 不定)；这是不允许的。

3．真值表表12.1.1给出了基本RS 触发器真值表表12.1.1 基本RS 触发器真值表D R ——置0端、D S ——置1端，均由负脉冲触发，符号R D 、S D上加了非号，表示低电平有效。

4．概念触发器的翻转：触发器状态在外加信号作用下状态转换的过程。

触发脉冲：能使触发器发生翻转的外加信号。

基于电路原理的触发器波形分析触发器是一种电子电路元件，用于存储和输出数字信号。

它在数字电路中起到存储和锁存信号的作用。

触发器可以有不同的类型和功能。

在本文中，我们将讨论基于电路原理的两种常见触发器：RS触发器和D触发器，并对它们的波形进行分析。

1.RS触发器的波形分析RS触发器是最简单的触发器之一，它有两个输入端（R和S）和两个输出端（Q和Q'）。

以下是常见的RS触发器电路图：+-----+-----+R--->，RS，S--->，+-----+-----+C+----+RS触发器的原理是，输入信号R和S控制着输出信号Q和Q'。

当R=0、S=0时，输出保持不变；当R=1、S=0时，输出Q=0、Q'=1；当R=0、S=1时，输出Q=1、Q'=0；当R=1、S=1时，输出不确定。

以下是RS触发器的波形示意图：+---++---+R/\_/\_____________________________________S/\_+---++---+在上面的波形图中，通过输入信号R和S的变化，可以观察到输出Q 和Q'的变化。

例如，当R由0变为1时，Q从0变为1；当R由1变为0时，Q保持1不变。

当S由0变为1时，Q保持0不变；当S由1变为0时，Q从0变为1、当R和S同时为1时，输出结果不确定。

2.D触发器的波形分析D触发器也是常用的触发器之一，它有一个输入端（D）和两个输出端（Q和Q'）。

以下是常见的D触发器电路图：+-----+-----+D--->，D，+-----+-----+C+----+D触发器的原理是，输入信号D控制着输出信号Q和Q'。

当CLK信号的上升沿到来时，D触发器的输出Q和Q'会被D的当前状态所锁定。

换句话说，D触发器的输出会跟随输入D的状态。

以下是D触发器的波形示意图：+---++---+D/\______/\______________________________CK/\__+---++---+在上面的波形图中，通过输入信号D和时钟信号CLK的变化，可以观察到输出Q和Q'的变化。

第12章习题解答12-1 已知由与非门组成的基本RS触发器和输入端D R、D S的波形如题图12-1所示，试对应地画出Q 和Q的波形，并说明状态“不定”的含义。

题图12-1解：12.2 已知可控RS触发器CP、R和S的波形如题图12-2所示，试画出输出Q的波形。

设初始状态分别为0和1两种情况。

题图12-2解：12-3 在主从结构的JK触发器中，已知CP、J、K的波形如题图12-3所示，试画出Q端的波形。

设初始状态Q=0。

题图12-3解：12-4 维持阻塞型D触发器的输入D和时钟脉冲CP的波形如题图12-4所示，试画出Q端的波形。

设初始状态Q = 0。

题图12-4解：12-5 在T触发器中，已知T和CP的波形如题图12.5所示，试画出Q端的波形。

设初始状态Q= 0。

题图12-5解：12-6 写出题图12-6所示电路的逻辑关系式，说明其逻辑功能。

题图12-6解：逻辑关系为：Q D AQ BQ==+所以其功能为JK触发器。

12-7 如题图12-7所示的电路和波形，试画出D端和Q端的波形。

设初始状态Q= 0。

题图12-7解：12-8 将主从型JK触发器转换为T'触发器有几种方案？画出外部连线图。

解：12-9 电路如题图12-9所示。

画出Q0端和Q1端在六个时钟脉冲CP作用下的波形。

设初态Q1=Q0= 0。

题图12-9解：12-10 用题图12.10(a)所给器件构成电路，并在示波器上观察到如图12.10（b）所示波形。

试问电路是如何连接的？请画出逻辑电路图。

(a) (b)题图12-10解：12-11 已知如题图12.11(a)所示电路的各输入端信号如题图12-11(b)所示。

试画出触发器输出端Q0和Q1的波形。

设触发器的初态均为0。

(a) (b)题图12-11解：12-12 已知电路和时钟脉冲CP及输入端A的波形如题图12-12所示，试画出输出端Q、1Q的波形。

假定各触发器初态为1。

(a ) (b )题图12-12解：12-13 已知题图12-13(a )所示电路中输入A 及CP 的波形如题图12-13(b )所示。

[复习提问]1．与非门的逻辑功能。

2．逻辑门电路和特点。

[新课导入]前面的课程中，我们学习了基本门电路，基本门电路的简单组成组合逻辑电路。

组合逻辑电路的工作特点是输出状态直接受输入信号控制。

输入信号消失了，相应的输出信号也就消失了。

因此，没有记忆功能。

而利用集成门电路也可以组成具有记忆功能的触发器，其电路的输出不仅与输入有关，还与电路原来状态有关。

当输入信号消失后，输出仍保持原来状态不变。

能记忆前一时刻的状态。

因此，人们称之具有记忆功能，这是集成触发器的工作特点。

[新授内容]§12.1集成触发器的基本形式一、什么叫触发器及其状态是指一种具有两种稳定状态的电路。

可分别代表寄存二进制1或0。

当外加触发信号时，触发器能从一种稳态翻转到另一种稳态，即它能按逻辑功能在1、0两数码之间变化。

二、基本RS触发器1．电路组成：将G1的输出耦合到G2的输入，而将G2的输出耦合到G1输入的两个与非门。

将两个与非门交叉耦合。

2．逻辑功能：R 、S 的不同状态组合。

Q n+1的状态。

置0端，复位端。

R 端为0，S 端1时，Q =1而Q=0故叫复位端。

记忆功能：G2输出低电平耦合到G1的输入端，即使端信号撤除，G1输出端仍维持在高电平上，从而实现了记忆功能。

置位端，置1端S触发器Q 端的状态为触发器的状态。

Q 和Q 的关系始终是互补的：当D R =D S =0时，Q=Q =1，撤除D R 、D S 信号后，两个与非门的输出端状态不能肯定。

故这种情况是不能使用的。

翻转：是指在外信号作用下触发器的状态转换的过程。

（1）触发脉冲：外加信号：D R 、D S（2） 正、负触发脉冲及其表示：有无小圆圈。

三、同步RS 触发器 1．组成：（1）时钟脉冲CP 的作用。

主控脉冲（2）G3、G4的作用。

2．钟控同步触发器的工作原理 （1）CP=0时——维持原状 （2）CP=1，R 、S 决定Q 、Q3．逻辑符号：注意：（1）R 、S 无小圆圈、说明是正脉冲触发（CP 上升沿）触发有效。

D触发器原理图和真值表以及波形图分析D触发器边沿D 触发器:负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。

如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。

而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。

这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。

边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。

电路结构: 该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。

工作原理:SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。

当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的状态为0,SD和RD通常又称为直接置1和置0端。

我们设它们均已加入了高电平，不影响电路的工作。

工作过程如下：1.CP=0时，与非门G3和G4封锁，其输出Q3=Q4=1，触发器的状态不变。

同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5=D。

2.当CP由0变1时触发器翻转。

这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。

Q3=Q5=D，Q4=Q6=D。

由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=D。

3.触发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。

这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是0，若Q3为0，则经G3输出至G5输入的反馈线将G5封锁，即封锁了D通往基本RS 触发器的路径；该反馈线起到了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。

Q4为0时，将G3和G6封锁，D端通往基本RS触发器的路径也被封锁。

Q4输出端至G6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。