第六章时序逻辑电路

第六章时序逻辑电路

6.2 触发器 触发器具有以下基本特点： 1.有两个稳定状态--- 0状态和 1状态，能存储一位二进制信息（数或代码） 2.能根据输入信号置成 0状态和 1状态 3.输入信号消失以后，能将置成的状态保存下来。触发器是具有记忆功能的基本单元电路。

6.2.1 基本RS触发器 Q和Q是一对互补的输出信号（见教材p162倒数第4行）工作原理 1.两个稳定状态没有输入信号即S＝R＝1时，电路有两个稳定状态 —— 0状态和 1状态， Q＝0、Q＝1称为 0状态，Q＝1、Q＝0称为 1状态，都可以自动保持。

0 信号作用之前触发器的状态称为现在状态（简称现态），用Qn表示信号作用之后触发器的状态称为下一状态（简称次态），用Qn+1表示 1 2.接收信号过程 ① S＝0、R＝1时，不论电路原来处在 0状态或 1状态，都有Q＝1，随之Q＝0。结论：S＝0、R＝1时，电路实现了置 1功能. Qn+1＝1

1 2.接收信号过程 0 ② S＝1、R＝0时，不论电路原来处在 0状态或 1状态，都有Q＝1，随之Q＝0。结论：S＝1、R＝0时，电路实现了置 0功能 . Qn+1＝0

约束方程 3.不允许R,S端同时加信号若R,S端同时加信号，即S＝R＝0时，有Q＝1、Q＝1，在两个输入信号同时撤消（回到高电平）后，触发器的状态将不能确定是 1还是0。

（见教材p164第1、2行） ① S＝0（R＝1）使触发器置 1，置 1的必要条件是S＝0，故S端称为置位端。 ② R＝0（S＝1）使触发器置 0，置 0的必要条件是R＝0，故R端称为复位端。

次态Qn+1和现态Qn、输入R、S之间的逻辑关系可以用状态转换真值表即功能表表示。次态Qn+1和现态Qn、输入R、S之间的逻辑关系可以用状态转换真值表即功能表表示。

基本RS触发器的动作特点 输入信号（R，S）在全部作用时间里都能直接控制和改变输出端的状态的变化，所以R，S端不能出现任何干扰信号。

在基本RS触发器的基础上，增加了两个控制门G3、G4，输入端增加了一个使能信号E。在基本RS触发器的基础上，增加了两个控制门G3、G4，输入端增加了一个使能信号E。

注意门控RS触发器输入高电位有效，而基本RS触发器输入低电位有效注意门控RS触发器输入高电位有效，而基本RS触发器输入低电位有效 ① E＝0时，与非门G3、G4被封锁，触发器保持原来状态不变。 ② E＝1时，与非门G3、G4打开，触发器输出Q根据输入R、S改变状态，须满足 RS＝0

0 1 1 0 0 1 ① E＝0时，与非门G3、G4被封锁，触发器保持原来状态不变。 ② E＝1时，与非门G3、G4打开，触发器输出Q随输入D变化而变化，没有约束问题

p167 门控触发器的动作特点在E＝1期间，输入信号（R，S或D）的改变都能引起输出状态的变化，E＝0期间，触发器锁存在E由1到0瞬间的状态，并保持不变。

1 0 时钟信号CP（Clock Pulse）工作原理 1.CP＝1时 CP＝1时，CP＝0。门G7、G8打开，主触发器输出Q’根据输入R、S改变状态。门G3、G4被封锁，从触发器输出Q保持原来状态不变。

0 1 2.CP由1跳变到0之后 CP＝0时，CP＝1。门G7、G8被封锁，主触发器处于保持状态。门G3、G4打开，从触发器输出Q根据主触发器输出Q’改变状态。

接收时钟信号CP的下降沿时钟信号CP的上升沿翻转

0 1 0 1 1 1

P170 “一次翻转”现象 ;一般要求CP=1期间，输入不变

p170 主从型触发器的动作特点分两步动作。第一步，在CP＝1时，由输入信号决定主触发器的状态，从触发器保持不变；第二步，CP下降沿到达时从触发器的状态由主触发器的状态决定，因此触发器输出Q的变化一定发生在CP下降沿。对于主从JK触发器，若在CP＝1期间，输入信号的状态发生多次变化，可能导致输出逻辑错误。

边沿触发型触发器（维持-阻塞型D触发器） 1 5 3 1 6 4 ① CP＝0时，与非门G3和G4封锁，其输出Q3＝Q4＝1，触发器输出状态保持不变。同时， G5和G6两个门打开，准备接受输入数据D

Q D 5 3 Q 6 4 D ② CP上升沿到来时，G3和G4打开，触发器翻转Q＝D。

Q Q D 0 5 5 3 3 6 6 4 Q 4 Q 1 D ③ CP上升沿以后输入被封锁。如 Q3＝0，一是使触发器置0；二是封住G5，保证Q5＝1，从而维持Q3＝0，即维持置0信号。同时， Q5＝1又会使Q6继续为低电位，阻止出现Q4＝0，即阻塞产生置1信号。

Q Q D 1 5 5 3 3 6 6 4 Q 4 Q 0 D ③ CP上升沿以后输入被封锁。如 Q3＝1（ Q4＝0），一是使触发器置1；二是封住G3，阻止Q3变成低电位，即阻塞产生置0信号。同时， Q4＝0又保证Q6＝1，从而在CP＝1期间维持Q4＝0，即维持置1信号。

异步复位:无论CP＝0或CP＝1，只要RD＝0，都能立即将触发器复位。RD＝0信号撤消后，触发器保持0状态，直到下一个CP有效的边沿到来时为止异步复位:无论CP＝0或CP＝1，只要RD＝0，都能立即将触发器复位。RD＝0信号撤消后，触发器保持0状态，直到下一个CP有效的边沿到来时为止

p173 边沿触发型触发器的动作特点输出状态的变化发生在CP时钟信号的边沿（或），而且仅仅取决于时钟信号CP的边沿到达时输入信号的状态。

6.2.6 触发器的逻辑功能分类 触发器的逻辑功能和结构形式的关系触发器的逻辑功能和结构形式是两个不同的概念。所谓逻辑功能，是指触发器的次态同输入信号和现态之间的逻辑关系。根据逻辑功能的不同，我们把触发器分成RS、D、JK等类型。同样一种类型的触发器，可以用不同的电路结构形式来实现。

电路结构形式 逻辑功能类型

6.2.6 触发器的逻辑功能分类 定义：在CP操作下，根据输入信号R、S的不同，凡是具有置0、置1和保持功能的电路，都叫做RS触发器。 RS触发器功能表一、RS触发器

（约束方程） RQn S

状态图：两个圆圈分别代表触发器的两个状态，箭头表示状态转换的方向，箭头线旁边标注的是输入信号取值（即转换条件）状态图：两个圆圈分别代表触发器的两个状态，箭头表示状态转换的方向，箭头线旁边标注的是输入信号取值（即转换条件）

定义：在CP操作下，根据输入信号J、K的不同，凡是具有置0、置1、翻转和保持功能的电路，称为JK触发器。定义：在CP操作下，根据输入信号J、K的不同，凡是具有置0、置1、翻转和保持功能的电路，称为JK触发器。 JK触发器功能表二、JK触发器

KQn J

三、D触发器 定义：在CP操作下，根据输入信号D的不同，凡是具有置0、置1功能的电路，称为D触发器。 D触发器功能表

特性方程

第六 章 时序逻辑电路