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第18章 触发器及时序逻辑电路 18.1 触发器的基本概念及逻辑功能 18.2 触发器逻辑功能的表示方法 习题18 18.1 触发器的基本概念及逻辑功能 18.1.1 触发器的基本概念 触发器有两个基本特征： ① 它有两个稳定状态，可以分别用于表示二进制码0和1； ② 在输入信号的作用下，它的两个稳定的工作状态可以相互转换（被置1或0），输入信号消失后，新的稳定状态能够保持下来。从这两个特征可说明触发器具有记忆功能。 ? 18.1.2 触发器的逻辑功能 1. 基本RS触发器 ? 基本RS触发器又称为RS锁存器，它是一种形式最简单的触发器，其电路结构和逻辑符号如图18.1所示。 从图18.1(a)可知基本RS触发器是用两个与非门组成的，且G1和G2两个与非门的性能和作用都相同，SD称为置位端，RD称为复位端。其逻辑功能的分析如下： 当SD=1，RD=0 时，Q=1，Q=0，触发器被置于1。此时SD=1，则SD=0，G1门输入为0（SD·Q=0），使输出为Q=0，Q=1，触发器置1，Q n+1=1。 当SD =0，RD =1时，Q=0, Q =1，触发器被置于0。此时SD=0，则SD=1，RD=1，则RD =0，G2门的输入为0（RD·Q=0），使输出Q =1， Q=0，触发器置0，Qn+1=0。 当SD=RD=0，SD=RD=1时，电路处于保持功能，Qn=Qn+1=1。 当SD=RD =1， SD=RD=0时，Q=Q=0或Q=Q=1, 是一个不确定状态，因此无法确定触发器的状态。 把触发器原来的状态（现态）用Qn表示，触发器变化后新状态（次态）用Qn+1表示，可将上述逻辑关系列成真值表18.1，称为触发器特性表（功能表）。 例18.1 图18.2所示为基本RS触发器电路和输入端SD、RD的信号波形，试求Q和Q端的输出波形，设t=0时刻Qn=0（初始状态）。 解 根据表18.1触发器的状态，可画出Q和Q的波形。 由于RS触发器的输出受到输入信号电平的直接控制，因此其输出随输入信号的变化而变化。此时的输入信号易受到干扰，影响输出正确结果。另外，其同步性较差，与其它触发器配合使用时工作无法协调，为此，需引入时钟控制的触发器。 2. 同步RS触发器 图18.3所示为同步RS触发器的逻辑图和逻辑符号。 (1) 同步RS触发器的电路结构由两部分组成： (2) 逻辑功能：它的特性如表18.2所示。 例18.2已知同步RS 触发器的输入信号波形如图18.4所示，试画出Q和Q端的电压波形。设触发器的初始状态为Qn=0。 3. 同步触发器 为避免同步RS触发器同时出现R和S都为1的情况，可在R 和S 之间接入非门G5，如图18.5所示。这种单输入的触发器称为D触发器。 ? 由此可列出同步D触发器的特性表，见表18.3。 4. 主从结构的触发器 1) 主从RS触发器 主从RS触发器是由两个同样的同步RS触发器组成的，但它们的时钟信号相位相反。其电路结构及逻辑符号如图18.6所示。 主从RS触发器是CP脉冲的下降沿触发翻转，其特性如表18.4所示。 2) 主从JK触发器 虽然采用了主从结构的触发器能够保证输出状态在每个时钟周期内只能改变一次，但主从RS触发器仍需遵守RS=0的约束条件。为了在R=S=1时，触发器的状态也确定，于是引入主从结构JK触发器，其电路结构和逻辑符号如图18.7所示。 由上述的逻辑关系可得到主从JK触发器的特性表，如表18.5所示。 例18.3 设JK触发器的初始状态Qn=0，试根据图18.8所示输入波形图画出输出波形图。 解 输出波形如图18.8所示。 5. T触发器 T触发器是在时钟脉冲CP的作用下，具有保持和翻转功能的触发器。T触发器只有一个输入端T，当T=0时，触发器保持原状态；当T=1时，在CP脉冲到达后，触发器就翻转一次。T触发器的逻辑符号如图18.9所示, 其特性表如表18.6所示。从表中可看出，T=0时触发器的状态保持不变，T=1时在CP脉冲的作用下触发器翻转。 18.1.3 边沿触发器 图18.10所示为边沿JK、D、T触发器的逻辑符号。 18.2 触发器逻辑功能的表示方法 18.2.1 触发器的电路结构和逻辑功能的关系 逻辑功能指触发器的次态（Qn+1）和现态（Qn）及输入信号之间在稳态下的逻辑关系。根据逻辑功能的不同，触发器可分为RS、JK、D、T触发器等。根据电路结构的不同，触发器可分为：基本RS触发器、同步RS触发器、主从结构触发器、边沿触发器等。