数字电路 基本触发器
数字电路实验报告触发器
一、实验目的1. 理解触发器的概念、原理和功能。
2. 掌握触发器的分类、结构和逻辑功能。
3. 通过实验，验证触发器的逻辑功能，加深对触发器原理的理解。
二、实验原理触发器是一种具有记忆功能的电路，可以存储1个二进制位的信息。
它有两个稳定的状态：SET（置位）和RESET（复位）。
触发器的基本结构是RS触发器，由两个与非门组成，其逻辑功能可用真值表表示。
触发器按触发方式可分为同步触发器和异步触发器；按逻辑功能可分为RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
三、实验仪器与材料1. 74LS74双D触发器芯片2. 74LS02四2输入与非门芯片3. 74LS00四2输入或非门芯片4. 74LS20四2输入或门芯片5. 74LS32四2输入与门芯片6. 74LS86四2输入异或门芯片7. 74LS125八缓冲器芯片8. 74LS126八缓冲器芯片9. 电源10. 示波器11. 信号发生器12. 逻辑笔四、实验内容1. RS触发器实验（1）搭建RS触发器电路：将74LS74芯片的Q1端与Q2端连接，Q1端接与非门74LS02的输入端，Q2端接与非门74LS02的输入端。
将74LS02的输出端分别连接到74LS20的输入端和74LS32的输入端。
（2）观察RS触发器逻辑功能：通过逻辑笔观察Q1端和Q2端的输出状态，记录下不同输入端S和R的值。
（3）分析RS触发器逻辑功能：根据真值表分析RS触发器的逻辑功能，得出结论。
2. D触发器实验（1）搭建D触发器电路：将74LS74芯片的Q1端接与非门74LS02的输入端，Q2端接与非门74LS02的输入端。
将74LS02的输出端分别连接到74LS20的输入端和74LS32的输入端。
（2）观察D触发器逻辑功能：通过逻辑笔观察Q1端和Q2端的输出状态，记录下不同输入端D的值。
（3）分析D触发器逻辑功能：根据真值表分析D触发器的逻辑功能，得出结论。
3. JK触发器实验（1）搭建JK触发器电路：将74LS74芯片的Q1端接与非门74LS02的输入端，Q2端接与非门74LS02的输入端。
基本触发器实验报告
基本触发器实验报告一、实验目的本实验旨在掌握基本触发器的工作原理和使用方法，通过实验验证其稳定性和可靠性。
二、实验原理基本触发器是一种常用的数字电路元件，主要用于存储和传输数字信号。
常见的基本触发器包括RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。
RS触发器由两个输入端R和S以及两个输出端Q和Q'组成。
当R=0，S=1时，Q=1，Q'=0；当R=1，S=0时，Q=0，Q'=1；当R=S=1时，保持原状态不变；当R=S=0时，禁止状态转换。
D触发器只有一个输入端D和两个输出端Q和Q'。
当D为高电平时，Q为高电平；当D为低电平时，Q为低电平。
JK触发器由三个输入端J、K和CLK以及两个输出端Q和Q'组成。
当CLK上升沿到来时，若J为高电平，则Q取反；若K为高电平，则Q 不变。
当J与K同时为高电平时，则保持原状态不变。
T触发器只有一个输入端T和两个输出端Q和Q'。
当T为高电平时，在CLK上升沿到来时，若Q为低电平，则Q为高电平；若Q为高电平，则Q为低电平。
三、实验器材数字逻辑实验箱、示波器、信号源、多用表等。
四、实验步骤1. 按图连接RS触发器，设置R=0，S=1，观察输出端Q和Q'的变化情况；2. 将R和S接反，设置R=1，S=0，观察输出端Q和Q'的变化情况；3. 将R和S均设为1，观察输出端Q和Q'的变化情况；4. 将R和S均设为0，观察输出端Q和Q'的变化情况；5. 按图连接D触发器，将输入端D接到信号源上，并设置不同的输入信号频率和占空比，观察输出端Q的变化情况；6. 按图连接JK触发器，将J和K接到信号源上，并设置不同的输入信号频率和占空比，观察输出端Q的变化情况；7. 按图连接T触发器，将输入端T接到信号源上，并设置不同的输入信号频率和占空比，观察输出端Q的变化情况。
五、实验结果与分析1. RS触发器：当R=0时，输出端Q为1，Q'=0；当S=0时，输出端Q为0，Q'=1；当R=S=1时，输出端Q和Q'不变；当R=S=0时，输出端Q和Q'保持原状态不变。
数字电子技术-4
1．主从RS触发器的逻辑功能
（1）当 CP =0时，CP 0 ，从触发器被封锁，保持原状态不变。 此时，G7 和 G8打开，主触发器工作，接收R和S端的输入信号。 （2）当CP由1跃变到0时，即CP 0，CP 1 。主触发器被封锁， 输入信号R，S不再影响主触发器的状态。此时，由于 CP 1， G3 和 G4打开，从触发器接收主触发器输出端的状态。
由上述分析可知，主从触发器的翻转是在CP由1变0时刻 （CP下降沿）发生的，CP一旦变为0后，主触发器被封锁，其状 态不再受R，S影响，故主从触发器对输入信号的敏感时间大大 缩短，只在CP由1变0的时刻触发翻转，因此不会有空翻现象。
如表4-4所示为主从RS触发器的特性表。
R
S
现态 Qn
次态 Qn1
1
0
1
1
1
1
每输入一个脉冲
0
输出状态改变一次
表4-5 主从JK触发器的特性表（CP下降沿触发）
由上表可K触发器没有约束条件，且当 J K 1 时，每输入一个 时钟脉冲后，触发器都向相反的状态翻转一次。
2．主从JK触发器的特性方程
根据主从JK触发器的特性表，用卡诺图化简法可得主从JK
1．同步D触发器的逻辑功能
（1）当 CP =0时，G3 和 G4被封锁，触发器保持原状态不变， 输出都为1，不受D端输入信号的控制。 （2）当 CP =1 时，G3 和 G4 解除封锁，可接收D端的输入信号。 若 D =0，触发器翻转到0状态，则 Q =0 ；若 D =1 ，触发器翻 转到1状态，则 Q =1 。
数字电子技术
第4章 触发器
1 触发器概述
2 基本RS触发器
3 同步触发器
4 主从触发器
jk触发器的工作原理及工作过程
jk触发器的工作原理及工作过程
JK触发器是数字电路中的一种基本触发器，由两个交叉耦合
的门电路组成。
它们的工作原理和工作过程如下：
工作原理：
1. J (Set) 输入信号：当J输入为高电平时，会将Q输出置为高
电平。
2. K (Reset) 输入信号：当K输入为高电平时，会将Q输出置
为低电平。
3. Q 输出信号：JK触发器的输出Q与输入J、K信号以及时
钟信号有关。
4. 时钟信号：时钟信号用于控制JK触发器的工作。
在上升沿
或下降沿（取决于电路的设计）时，JK触发器根据输入信号
的状态更新输出。
工作过程：
1. 初始状态：JK触发器的初始状态由上电时输入信号的状态
确定。
当J=K=0时，Q为先前状态的保持，即保持原来的值。
2. J=1，K=0：当J为高电平而K为低电平时，触发器会被置
入Set状态，即Q被置为高电平。
3. J=0，K=1：当J为低电平而K为高电平时，触发器会被置
入Reset状态，即Q被置为低电平。
4. J=1，K=1：当J和K均为高电平时，触发器处于反转状态。
当时钟信号的边沿到来时，Q的状态将发生改变，即Q的原
始值被翻转。
5. J=0，K=0：当J和K均为低电平时，触发器继续保持前一
个状态，即Q的值不变。
6. 更新输出：无论何时发生状态的改变，输出Q都会立即更新为新的状态。
总结起来，JK触发器根据输入信号和时钟信号的组合，可以实现保持状态、置高状态、置低状态和翻转状态四种操作。
它是许多复杂数字系统以及时序逻辑电路的重要组成部分。
数字电路--触发器原理
2、CP＝1时跟随，下降沿到来时才锁存， 锁存的内容是CP下降沿瞬间D的值。
D (b) CP 符号
(二)工作原理：
(a)
将S=D、R=D代入同步SR触发器的特性方程，得D锁存器的特性方程：
Q* S RQ = D+ DQ = D
CP=1期间有效
第五章
• §5.1 概述
• §5.2 SR 锁存器ne NhomakorabeatQ
0
1
Q
S
R
Q 0
1
& &
0
S
1
0
R
①R=0、S=1时：由于R=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1； 再由S=1、Q=1可得Q＝0。即不论锁存器原来处于什么状态都 将变成0状态，这种情况称将锁存器置0或复位。 R端称为置0端或复位端。
ok
Q
1
0
Q
S 1
R 0
Q 0 1
&
&
0
1
S
0
1
R
②R=1、S=0时：由于S=0，不论原来Q为0还是1，都有Q=1； 再由R=1、Q=1可得Q＝0。即不论锁存器原来处于什么状态都 将变成1状态，这种情况称将锁存器置1或置位。
Q* Q
Q* 0
保持 置0 置1
特 性 表
0 0 1 1 1 1
Q* 1
Q* Q
翻转
主要特点
①主从JK触发器采用主从控制结构，从根本上解决了输入信号直 接控制的问题，具有CP＝1期间接收输入信号，CP下降沿到来 时触发翻转的特点。 ②输入信号J、K之间没有约束。 ③存在一次变化问题。
二、触发器的两个基本特点： 1.具有两个稳定状态—0状态和1状态 2.能够接收、保存和输出信号
数字电路触发器
S：置位（置1）端 R：复位（置0）端
两互补输出端
Q
Q
.
. 反馈线
& G1
& G2
两输入端 SD
RD
(二) 基本RS触发器
2. 逻辑功能
正常情况下， 两输出端旳状态 保持相反。一般 以Q端旳逻辑电 平表达触发器旳 状态，即Q=1， Q=0时，称为“1” 态；反之为“0” 态。
两互补输出端
发器状态不定。
3. 基本RS触发器应用电路：
(1) 无震颤开关电路
Q
Q
＆＆
5V
S
R
1k 1k
K
图4- 3 无震颤开关电路
机械开关在静止到新旳位置 之前其机械触头将要震颤几 次。图4-3电路能够处理震颤 问题。
设初始时Ｋ接Ｒ端，基本原 理如下：
a.Ｋ由右扳向左端，而且震颤几次，相当于ＲＳ＝１０
（或１１）
1
K
1
＆
0
G8 1
＆ G6
0
B
＆
1
G4
＆ G2
Q
01
0
0
10
CP
设触发器原
＆ 01
G9
（a）
1
Rd
主从状 态一致
态为“0”
翻转为“1”态
态
(1)J=1, K=1
1
J
K
1 1
0
0
CP
设触发器原 态为“1”态
＆ G7
F主
＆ G8
Sd
A
1
Q’
＆ G5
＆ G3
Q’ F从
＆ G6 B
＆ G4
＆ G1
＆ G2
数字电路触发器
时序测试
检查触发器在时钟信号的驱动下是否 能够准时地翻转状态，并确保建立时 间和保持时间满足设计要求。
鲁棒性测试
模拟各种异常情况，如电源电压波动、 时钟信号抖动等，以检验触发器的鲁 棒性和稳定性。
触发器的测试实例
JK触发器测试
通过设置不同的J和K输入信号， 观察触发器的输出状态，验证其 功能正确性。
平时，输出状态保持不变。
T触发器和T'触发器
总结词
T触发器和T'触发器是特殊类型的触发器，具有时钟控制的功能。
详细描述
T触发器和T'触发器只有一个输入端T和一个输出端Q。在时钟信号的上升沿时，T触发器的输出状态会 翻转；在时钟信号的下降沿时，T'触发器的输出状态会翻转。如果T为高电平，则T触发器的输出状态 会一直保持高电平；如果T为低电平，则T'触发器的输出状态会一直保持低电平。
D触发器
总结词
D触发器是一种边沿触发的触发器，只在时钟信号的上升沿或下降沿时触发。
详细描述
D触发器只有一个输入端D和两个输出端Q和Q'。在时钟信号的上升沿或下降沿时，D触发器的输出状态会根据输 入端D的状态而改变。如果D为高电平，则Q为高电平，Q'为低电平；如果D为低电平，则Q为低电平，Q'为高电 平。
02
存储功能
触发器能够存储二进制信息，并 在时钟信号的下一个边缘再次翻来自转。04输入特性
触发器有两个输入端，分别用于 接收数据输入和控制信号。
触发器的参数
01
建立时间
触发器在时钟信号的边缘之前需要 接收数据的时间。
传播延迟
从时钟信号的边缘到触发器输出稳 定状态所需的时间。
03
数字电路(第四章触发器)
同步式触发器——电平触发方式，一般高电平触发； 维持阻塞触发器——边沿触发方式，一般上升沿触发；
边沿触发器——边沿触发方式，一般下降沿触发；
主从触发器——主从触发方式。
14
时钟输入CP： 时钟脉冲输入端，通常输入周期性时钟脉冲。
数据输入端：
又叫控制输入端。四种触发器：SR—S，R；D—D； JK—J，K；T—T。 初态Qn: 可称现态，某个时钟脉冲作用前触发器状态。
38
主从式JK触发器
Q
&1
Q
&2 &4
R'
从触发器
&3
S' Q'
Q'
&5 &7
J
&6
1
CP
主触发器
&8
K
CP
39
主、从触发器都是电平触发的同步式触发器 主从触发器在一个时间脉冲（CP）作用下，工作 过程分两个阶段（双拍工作方式）。
1）CP=1，主触发器接收控制信号J、K，状态反映 在 Q' 和 Q' 上， CP = 0 从触发器被封锁，保持原来状态。 2）在CP下降沿（负跳变时刻），从触发器向主触发器看齐。 负跳变时，主触发器被封锁，保持原状态不变。此时，从 触发器封锁被解除取与主触发器一致的状态。
次态Qn+1:某个时钟作用后触发器的状态。（新状态）
15
描述时钟触发器逻辑功能时，采用四种方式：
功能真值表：（表格形式） 在一定控制输入下，在时钟脉冲作用前后，初态向次态转 化的规律（状态转换真值表） 激励表：（表格形式）
在时钟脉冲作用下，实现一定的状态转换（Qn—Qn+1），应 有怎样的控制输入条件。
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1 0 0 置0 1 1 不用 不许 2. 问题：输入电平直接控制输
Q n+1= S + RQ n
RS 0 约束条件
出状态，使用不便，抗干扰能 力差；R、S 之间有约束。
4.1.3 集成基本触发器
一、CMOS 集成基本触发器
1. 由与非门组成：CC4044
EN
R&
1
TG Q
EN
&
S
EN
EN 1
1
S
S
R
R
Q
Q
Q
Q
三、特性表和特性方程 1. 特性表：
R S Qn
00 0 00 1 01 0 01 1 10 0 10 1 11 0 11 1
Q n+1
0 1 1 1 0 0
不用 不用
2. 简化特性表
R S Q n+1 0 0 Q n 保持 0 1 1 置1
1 0 0 置0 1 1 不用 不允许
3. 特性方程：
概
述
• 对触发器的基本要求
（1）具有两个稳定的状态—— 0状态和1状态 （0状态和1状态表征触发器的存储内容）
（2）能够接收、保存和输出信号
• 触发器的现态和次态
现态Qn——触发器接收输入信号之前的状态 次态Qn+1——触发器接收输入信号之后的状态
（现态 Qn 和次态 Qn+1 的逻辑关系是研究触发器工作 原理的基本问题 ）
Qn1 1,Qn1 0
“置 1”
Qn1 0,Qn1 1
“置 0”
Qn1、Qn1均为UL “不允许”
若高电平同时撤消，则状态不定。
Q
G1 >1
Q 波S
>1 G2
形 图
R
Q
R
S
Q
三、特性表和特性方程 四、基本 RS 触发器主
R S Q n+1
要特点
0 0 Q n 保持 1. 优点：结构简单， 0 1 1 置 1 具有置 0、置 1、保持功能。
1态 0态
二、工作原理
信号同时撤消：状态不定
(随机)
简化波形图
状态翻转过程需要一定的延迟时间, Q
Q
如 1 0，延迟时间为 tPHL；
0 1， 延迟时间为 tPLH 。 由于实际中翻转延迟时间相对于脉
G1 &
&
信信号号同不时同撤时消撤,出
冲的宽度和周期很小，故可视为0。 现消S不，确状定态状确R态定 设触发器初始状态为0：
一、触发器的定义
• 定义：能够存储1位二值信号的单元电路统称为 触发器。
• 特点：1、具有两个能自行保持的稳定状态，用 来表示逻辑状态的0和1。
• 2、根据不同的输入信号可以置成1或0状态。
•电路结构：具有两个互补的输出端Q端和 Q 端。 当Q=1时，称触发器的状态为1状态，也称触发器 置位；当Q=0时，称触发器的状态为0状态，也称 触发器复位。
8
Q1 Q2 Q3 Q4
内含 4 个基本 RS 触发器
2. 由或非门组成：CC4043(略)
二、TTL 集成基本触发器
74279、74LS279
Q
&
&
S
R
Q
&
&
S1 S2
R
+VCC
RSSRSRSSRS––––––––––11233412341212
1 2 3 5 6 10 11 12 14 15
16
Q
n+1
RS
Qn 00 01 11 10
00 1
0
11 1
0
Q n+1= S + RQ n
RS 0 约束条件
[例]
R
R
S
S
Q Q
Q
Q
4.1.2 由或非门组成
一、电路及符号
Q
G1 >1
Q
>1 G2
QQ RS
二、工作原理
R S 0
R
S
RS
Qn1 Qn , Qn1 Qn “保持”
R 0, S 1 R 1, S 0 R S 1
触发器
相关知识回顾：
组合电路：不含记忆元件、无反馈 、输出与原来状态无关。
本章任务：
（1）触发器：是记忆元件 、有反馈 、输出与原来状态有关。 （2）触发器分类。 （3）触发器外部逻辑功能、触发方式。
本章重点：
通过学习触发器，建立时序的概念，
为后续章节的学习打好基础。
第四章 触发器
第一节 概述 第二节 基本触发器 第三节 同步触发器 第四节 边沿型触发器 第五节 触发器逻辑功能的转换 第六节 小结
• 触直接加到输入端，是触发器的 基本电路结构
同步触发器
输入信号经过控制门输入，受时钟信号 CP控制
边沿触发器
只在时钟信号CP的上升沿或下降沿时刻 才有输入信号
4.1 基本触发器
4.1.1 由与非门组成 一、电路及符号
S R1
Q
01
Q 01 Q Q S 1, R
EN
+VCC
R三RSSRSRSSRS0011––––––––––11233412341212态S0101111111235610245RES01111N锁1112233344RSSRSRSSRS存ABAB74Q不17触Q10LZ64n用2S发n+7219器79高1234特保不QQQQ置置注阻性允1479持10态3表许
0
Q = Q “保持”
Q=0 0态 Q=1
G1 &
10
S
& G2
10
“置 0”或“复位” (Reset)
SR
S 0, R 1
Q=1 1态 Q=0
R
S R “置 1”或“置位” (Set)
Q SQ Q RQ
S R 0 Q和Q 均为UH
Q=0 0态 Q=1
Q=1 Q=0
1态
R 先撤消： S 先撤消：
1R
4
1SA
1Q
1SB 2R
74279
2Q
7
233SRSA74LS2793Q 9
3SB 4R
4Q 13
4S
Q1 Q2 Q3 Q4
8