第五章 锁存器和触发器(b)

触发器是一种对脉冲边沿敏感的存储电路，它们只有在作为触 发信号的时钟脉冲上升沿或下降沿的变化瞬间才能改变状态
由与非门组成的基本RS锁存器
逻辑符号 逻辑图
定义： Q端状态定义为锁存器的状态 Qn定义为现态，锁存器接收输入信号之前的状态，也就是锁存器
原来的稳定状态。 Qn+1定义为次态，锁存器接收输入信号之后所处的新的稳定状态。
注：L*和H*表示CP脉冲上升沿到来之前瞬间的电平
输出 QQ LH HL
SD
S
Q
D 1D
CP
C1
Q
RD
R
逻辑符号
维持阻塞触发器
74F系列集成逻辑电路是高速TTL电路。下图为74F74中D触发器的逻辑 图，以此为例介绍维持阻塞触发器的工作原理
SD
S
Q
D 1D
CP
C1
Q
RD
R
逻辑符号
利用传输延迟的触发器
G12
G11
&
>1
Q
K
G4
& Q4
G13
&
器状态
QN
注：DN和QN的 下标表示第N位
使能和读锁存器
L
H
L
L
L
锁存器。
（传送模式）
L
H
H
H
H
L*和H*表示门控
锁存和读锁存器
L
L
L*
L
L
电平LE由高变
L
L
H*
H
H
低之前瞬间DN
锁存和禁止输出
H
×
×
×
高阻
的电平。
CMOS主从D触发器
主锁存器

5 锁存器和触发器
5.1 双稳态存储单元电路 5.2 锁存器 5.3 触发器的电路结构和工作原理 5.4 触发器的逻辑功能
2、锁存器与触发器
共同点：具有0 和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行 保持。一个锁存器或触发器能存储一位二进制码。
不同点：
锁存器---对脉冲电平敏感的存储 电路，在特定输入脉冲电平作用下 E
C TG1
TG
G1 1
C
Q
TG3 TG
1 G3
Q Q
C
TG2
C TG C
C
TG4
C TG C
1 Q
1
G2
G4
C
CP
1C
2. 由传输门组成的CMOS边沿D触
发器
工作原理：
主锁存器
从锁存器
(1) CP=0时:
D
C TG1
TG
G1 1
C
Q
TG3 TG
1 G3
Q Q
C =1，C=0，
C
TG2
C TG C
2D C
C2
P2D 2D 2R R
2Q
D
国标逻辑符号
输入
输出
S D R D CP D Q
Q
L H×× H L
H L×× L H
L L×× H H
S D R D CP D
Qn+1 Qn1
HH↑ L L H
HH↑ HH L
具有直接置1、直接置0，正边沿触发的D功能触发器
5.3.2 维持阻塞触发器
1. 电路结构与工作原理
或非门
G1
G2
Q T1 T4 Q
T3 R
T6 S
T2 T5

D Qn Qn+1 功能 0 0 0 置0 01 0
1 1
0 1
1 置1 1
简化的功能表
D
Qn+1
00
11
（1-30）
②逻辑式
Q n+1 = D
③状态转换图
D=0
D=1
0
1
D=1
2021/3/12
D=0
D Qn Qn+1 功能
0 0
0 1
0 0
置0
1 1
0 1
1 1
置1
④驱动表
Qn →Qn+1
00 01 10 11
基本R-S触发器 SD
Q & G1
导引电路
反 馈
—
Q,Q
为输出端
线
D为输入端
CP为时钟脉冲控制端
—
RD
,2—0S21D/3/分12 别为直接置0,1端
& G3 & G5
Q
& G2 RD
& G4 CP
& G6
D
（1-39）
2.逻辑功能 (1)D＝0
当CP＝0时
触发器状态不变
Q0
& G1
SD
1
1Q
& G2 10 RD
000 0 0 0 000 0 1 1
条件：SR＝0
000 1 0 0 000 1 1 0
注意：CP=1期间Qn+1随Qn、 S、R的变化按真值表变化。 CP=0时Qn+1维持原态。
001 0 0 001 0 1
001 1 0 001 1 1
1 1
不 定
R=S=1,CP=1时: Q= —Q= 0

RS触发器 D触发器 JK触发器 T触发器 T'触发器
电路结构
基本RS结构 同步RS结构
主从结构 维持阻塞结构
边沿结构
触发方式
电平触发 脉冲触发 边沿触发
触发器作为一个独立的功能模块，使用者主要关注 触发器的逻辑功能和触发方式。
二、锁存器与触发器的区别
二者的触发方式不同
锁存器采用电平触发方式。 触发器采用脉冲触发方式和边沿触发方式。
逻辑符号
约束条件当：有R效信S号撤1消时，即 R S 1 ，
Q 1,Q 1 的状态不能自行保持，称为无效态。
2. 基本RS锁存器的功能描述 （1）状态转移真值表
将锁存器的次态Qn+1与现态Qn，以及输入信号之间 的逻辑关系用表格的形式表示出来，称为状态转移真值表， 简称状态表。
基本RS锁存器的状态表
1. D触发器转换为JK触发器
D触发器的特性方程：
JK触发器的特性方程：
Q n1 D
Q n1 J Q n K Q n
令： D J Q n K Q n
Q
Q
CP
J
DQ
Q
K
2. D触发器转换为T和T′ 触发器
D触发器的特性方程： Q n1 D
T触发器的特性方程： Q n1 T Q n T Q n T Q n
"1"
TQ CP
Q
Q1 CP
D Q Q2 CP
Q
Q1
“0” JQ
Q3
J Q Q4 Q2
CP
CP
Q3
KQ
"1" K Q
Q4
（2）特性方程 描述锁存器逻辑功能的函数表达式称为特性方程，
又称状态方程或次态方程。 次态Qn来自1的卡诺图Qn基本RS锁存器的特性方程