数字电子技术--触发器

大师adj

已于 2025-04-13 11:30:05 修改

阅读量961

点赞数 36

文章标签：嵌入式硬件数字电子技术

于 2025-04-13 11:29:03 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2301_82052319/article/details/147154772

版权

一、基本RS触发器

1.电路结构

或非门或与非门加入馈线组成

2.特性表

基本RS触发器特性表
R	S	$Q$	$\overline{Q}$
0	0	未定	未定
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	保持	保持

3.特性方程

$\begin{cases} & \text{ } Q^{n+1}=\bar S +RQ \\ & \text{ } R+S=1 \end{cases}$

4.典型波形图示意

5.特性分析

基本RS触发器的动作特点是：在输入信号R,S的全部作用时间内，都能直接改变输出信号Q的状态。

二、同步触发器(电平触发器)

1.同步RS触发器

1.电路结构

2. 特性表

S	R	输出端	S'	R'	功能说明
0	0	$Q^{n+1}=Q^{n}$	1	1	保持
1	0	$Q^{n+1}=1$	0	1	置"1"
0	1	$Q^{n+1}=0$	1	0	置"0"
1	1	不定	0	0	不定

3.特性方程

$\begin{cases} Q^{n+1}=S+\bar{R}Q^{n}\\ RS=0 \end{cases}$

4.典型波形图示意

5.特性分析

动作特点：只有在时钟信号（CP，Clock Pulse）为有效电平（通常为高电平或低电平，取决于设计）时，输入信号（R、S）才能影响输出状态；无效电平时，触发器保持原状态不变。这种触发方式也称为电平触发

在CP有效期间，输入信号（R、S）的变化会直接反映到输出端（Q和Q‾Q），即存在"透明性"。若R、S信号在CP有效期间发生多次变化，输出可能随之多次翻转，导致抗干扰能力较差。

2.同步D触发器

1.电路结构

2.特性表

CP	D	$Q^{n+1}$	功能
1	0	0	置"0"
1	1	1	置"1"
0		$Q^{n}$	保持

3.特性方程

$Q^{n+1}=D$

4.典型波形图

5.特性分析

CLK有效期间输入干扰会直接影响输出（抗噪能力弱）。

不适合高速场景（因透明性可能导致级联触发器竞争，与RS触发器一样无法克服空翻）

三、主从触发器(脉冲触发器)

1.主从RS触发器

1.电路结构

2. 特性表

S	R	$Q^{n+1}$
0	0	$Q^{n}$
1	0	1
0	1	0
1	1	不定

注：该表仅适用于CP=1期间RS信号不变

3.特性方程

$\begin{cases} Q^{n+1}=S+\bar{R}Q^{n}\\ RS=0 \end{cases}$

4.典型波形图

在CP=1期间RS发生变化，要先分析Q'点的状态在推出Q点状态。

5.特性分析

将多次空翻转换为一次空翻，较为有效的克服了干扰，但是未完全消除干扰现象。

2.主从JK触发器

1.电路结构

2.特性表

J	K	$Q^{n+1}$
0	0	$Q^{n}$
0	1	0
1	0	1
1	1	翻转

3.状态方程

$Q^{n+1}=J\bar{Q^{n}}+\bar{K}Q^{n}$

4.典型波形图

5.特性分析

1. 功能特性

无禁态问题：与RS触发器不同，J=K=1时触发器翻转，无输入约束。
抗干扰能力：输出仅在CLK下降沿更新，减少电平触发器的透明性风险。
一次变化现象：CLK=1期间，主触发器可能因J、K变化多次翻转，但最终仅下降沿时的状态被传递（需保证CLK=1期间J、K稳定）。

2. 时序特性

建立时间（tsutsu）：J、K信号需在CLK下降沿前（CLK=1期间）保持稳定。
保持时间（thth）：CLK下降沿后J、K需保持短暂稳定。
传输延迟：输出Q的变化相对于CLK下降沿存在延迟（tpdtpd）。

3. 优缺点

优点：
- 功能完备（支持保持、置位、复位、翻转）。
- 通过主从结构抑制空翻，适用于中低速时序电路。
缺点：
- 一次变化问题：CLK=1期间若J、K变化，可能导致主触发器误动作（需严格限制输入变化时间）。
- 速度受限：主从两级结构引入额外延迟，不如边沿触发器高速。

四、边沿触发器

D边沿触发器

1.电路结构

2.特性表

D	$Q^{n}$	$Q^{n+1}$
0	0	0
0	1	0
1	0	1
1	1	1

3.特性方程

$Q^{n+1}=D$

4.典型波形图

5、特性分析

优点：

1.抗干扰能力极强（仅边沿瞬间采样）。

2.适合高速电路（无透明性，可级联）。

3.无禁态问题（D触发器仅单输入，简化控制逻辑）。

缺点：