触发器的电路结构与工作原理

基本概念：

触发—时钟脉冲边沿作用下的状态刷新称为触发。

触发器—具有触发功能的存储单元称为触发器。

触发器分类—主从触发器、维持-阻塞触发器、延迟触发器。

触发器的现态和次态

现态：触发器在有效信号作用前的状态。Qn或Q

次态：触发器在有效信号作用后的状态。Qn+1

触发器的功能描述

功能表 ( 特性表、真值表）、状态图、特性方程（逻辑函数表达式）、时序图（波形图）

触发器的电路结构与工作原理

主从D触发器：

1、电路结构：

由两个结构相同D锁存器组成：主锁存器与从锁存器。

TG1和TG4的工作状态相同；TG2和TG3的工作状态相同。

2、工作原理：

CP=0时:

/C=1，C=0，

TG1导通，TG2断开——输入信号D 送入主锁存器。Q'跟随D端的状态变化，使Q'=D。

TG3断开，TG4导通——从锁存器维持在原来的状态不变。

CP=1时:

/C=0，C=1，

TG1断开，TG2导通——输入信号D不能 送入主锁存器。主锁存器维持原态不变。

TG3开导通，TG4断——从锁存器Q¢的信号送Q端。

触发器的状态仅仅取决于CP信号上升沿到达前瞬间的D信号 .

3. 波形图:

在波形图时，应注意以下两点：

（1）触发器的触发翻转发生在CP的上升沿。

（2）判断触发器次态的依据是CP上升沿前一瞬间输入端D的状态。

主D触发器波形图

4. 典型集成电路：

74HC/HCT74 中D触发器的逻辑图：

逻辑图

74HC/HCT74的功能表：

具有直接置1、直接置0，正边沿触发的D功能触发器

功能表

维持-阻塞触发器：

1. 电路结构：

由3个基本SR触发器组成

2.工作原理：

CP=0时：

CP:0 -->1时：

在CP脉冲的上升沿，触法器按此前的D信号刷新

工作原理

CP=1时：

D信号不影响 /S ,/R的状态，Q的状态不变

在CP脉冲的上升沿到来瞬间使触发器的状态变化

CP=1

3. 典型集成电路-----74LS74

传输延迟触发器：

触发器的动态特性

动态特性反映其触发器对输入信号和时钟信号间的时间要求，以及输出状态对时钟信号响应的延迟时间。

建立时间tSU ：保证与D 相关的电路建立起稳定的状态，使触发器状态得到正确的转换。

保持时间tH ：保证D状态可靠地传送到Q。

触发脉冲宽度tW ：保证内部各门正确翻转。

传输延迟时间tPLH和tPHL ：时钟脉冲CP上升沿至输出端新状态稳定建立起来的时间。

最高触发频率fcmax ：触发器内部都要完成一系列动作，需 要一定的时间延迟，所以对于CP

最高工作频率有一个限制。

触发器的功能

触发器的逻辑功能：

S—R锁存器: 保持、置1、置0

D触发器（数据锁存）: 置1、置0

JK触发器：保持、置1、置0、翻转

触发器: 保持、翻转

D触发器功能的转换

1、 D 触发器构成 J K 触发器

D触发器构成的JK触发器

2、D 触发器构成 T 触发器

下面看例题：

总结：

1.锁存器和触发器都是具有存储功能的逻辑电路，是构成时序电路的基本逻辑单元。每个锁存器或触发器都能存储1位二值信息。

2.锁存器是对脉冲电平敏感的电路，它们在一定电平作用下改变状态。

3.触发器是对时钟脉冲边沿敏感的电路，它们在时钟脉冲的上升沿或下降沿作用下改变状态。

4.触发器按逻辑功能分类有D触发器、JK触发器、T（T’）触发器和SR触发器。它们的功能可用特性表、特性方程、状态图和波形图来描述。触发器的电路结构与逻辑功能没有必然联系

5.锁存器和触发器的异同点

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改变状态。

触发器---对脉冲边沿敏感的存储电路，在时钟脉冲的上升沿或下降沿的变化瞬间改变状态。