触发器总结

本文介绍了触发器的基础概念,包括其定义、特点及主要类型,如R-S触发器、D触发器、J-K触发器、T触发器等,并详细解析了每种触发器的工作原理及其特性。

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定义

电路除了需要实现逻辑运算的逻辑门外还需要保存信息的器件,出发就是具有记忆功能的电子器件

特点

1.有两个互补的输出端

2.有两个稳定状态,1状态为Q=1,\bar{Q}=0;0状态为Q=0,\bar{Q}=1只要输入信号不变,触发器状态不变

3.在一定的输入信号作用下出发可以从一个状态变成另一个状态

分类

R-S触发器、D触发器、J-K触发器、T触发器

效果

一、R-S触发器

1.结构

(与非门构成的基本R-S触发器)

2.符号

(与非门构成的基本R-S触发器)

3.功能(速记:看R,R为0就置0,R为1就置1)

RS=00:不允许          RS=01:次态Q变为0         RS=10:次态Q变为1         RS=11:次态Q不变

4.其他

或非门构成的R-S触发器RS=11:不允许、 RS=01:次态Q变为1、RS=10:次态Q变为0         RS=11:不允许


二、钟控R-S触发器

1.结构

(与非门构成的钟控R-S触发器)

(与非门构成的主从R-S触发器)

2.符号

(与非门构成的钟控R-S触发器)

(与非门构成的主从R-S触发器)

3.功能(速记:看S,S为0就置0,S为1就置1)

CP=0时G3和G4输出都为1,则R和S输入什么值G1和G2输入都为11,所以触发器状态不变 

CP=1时RS=00:次态Q不变、RS=01:次态Q变为1 、RS=10:次态Q变为0 、RS=11:不允许

4.其他

(1)解决了对触发器定时控制的问题,但输入信号存在不能同时为1的约束条件

(2)为了解决空翻,可以使用主从R-S触发器,Rd和Sd分别为直接清0和直接置1端,低电平有效,平时为高电平。CP=0期间主触发器被锁定,状态不受RS输入影响,所以克服了空翻;CP=1期间主触发器状态取决于RS的输入,和钟控R-S触发器功能一致;当CP从1变为0的时刻,触发器状态取决于1变0之前RS的值(主触发器状态变为整个触发器状态,即下降沿触发)


三、钟控D触发器

1.结构

(与非门构成的钟控D触发器)

2.符号

(与非门构成的钟控D触发器)

3.功能

CP=0时  G3和G4输出都为1,则D输入什么值G1和G2输入都为11,所以触发器状态不变

CP=1时  D=0则置0,D=1则置1

4.其他

由于D触发器在时钟脉冲作用后的次态和输入D一致,所以D触发器又可以称为锁存器


四、钟控J-K触发器

1.结构

(与非门构成的钟控J-K触发器)

(与非门构成的主从J-K触发器)

2.符号

(与非门构成的钟控J-K触发器)

(与非门构成的主从J-K触发器)

3.功能(看J状态,J为0则置0,J为1则置1)

CP=0时  G3和G4输出都为1,则J和K输入什么值G1和G2输入都为11,所以触发器状态不变

CP=1时  JK=00则状态不变、JK=01则置0、JK=10则置1、JK=11则次态和现态翻转

4.其他

(1)钟控J-K触发器对JK的值没有约束条件,无论取什么值在脉冲作用下都有确定的次态

(2)主从J-K触发器解决了空翻问题,主触发器的输出和钟控J-K触发器基本相同,在CP从1变0的时候,从触发器变为主触发器的状态,其余时候维持不变。

(3)主从J-K触发器存在“一次翻转”现象,即时钟脉冲输入信号发生一次反转后,其状态保持不变,不再受输入的JK变化影响。

(4)解决“一次翻转”现象可以使用维持-阻塞D触发器,CP=0状态不变;CP=1不受输入影响,状态也不变;CP从1变0的时候,D=0则触发器为0状态,D=1则触发器为1状态。


五、钟控T触发器

1.结构

(与非门构成的钟控T触发器)

2.符号

(与非门构成的钟控T触发器)

3.功能

CP=0时G3和G4输出都为1,T输入什么值G1G2输入(G3G4输出)都为11,所以触发器状态不变

CP=1时  T=0则状态不变、T=1则状态翻转,即Q现态0变为1,Q现态为1变为0

4.其他

(1)钟控T触发T器只要有时钟脉冲触发器状态就翻转,相当于二进制计算器,又称为计数触发器

(2)不足:所有的电位触发的钟控触发器,当CP=1时,输入的RS变化直接控制状态变化,可能会使一个时钟周期引起多次翻转(空翻)。

### 数字电路中触发器的特点总结 触发器是数字电路中的核心组件,其特点可以从功能、结构和应用场景等方面进行总结。以下是触发器的主要特点: #### 1. 基本功能 触发器能够存储一位二进制信息,具有记忆功能[^1]。这是触发器基本功能,也是其在数字电路中广泛应用的核心原因。 #### 2. 状态控制 触发器状态由输入信号和钟脉冲共同决定。例如,JK触发器可以通过不同的输入组合实现置位、复位、保持或翻转等功能[^2]。 #### 3. 触发方式多样性 触发器的触发方式有电平触发、边沿触发和主从触发等。其中,边沿触发器仅在钟脉冲的有效边沿(上升沿或下降沿)响应输入信号,从而避免了因输入信号变化过快而导致的误动作问题。 #### 4. 结构复杂性 触发器的结构从简单的RS触发器到复杂的JK触发器逐步演进。每种类型的触发器都通过特定的逻辑设计满足不同的应用需求。例如,主从JK触发器由两个可控RS触发器组成,增强了抗干扰能力[^2]。 #### 5. 可靠性和高效性 随着集成电路技术的发展,触发器的设计变得更加高效和可靠,为数字电路的发展提供了强有力的支持[^1]。 ```python # 示例代码:简单模拟JK触发器的行为 class JKFlipFlop: def __init__(self): self.q = 0 self.q_not = 1 def trigger(self, j, k, clock): if clock == 1: # 上升沿触发 if j == 1 and k == 0: self.q, self.q_not = 1, 0 # 置位 elif j == 0 and k == 1: self.q, self.q_not = 0, 1 # 复位 elif j == 1 and k == 1: self.q, self.q_not = not self.q, not self.q_not # 翻转 ``` #### 6. 广泛的应用场景 触发器广泛应用于计数器、寄存器、分频器等数字电路中,是构建复杂数字系统的基础单元[^1]。 ---
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