第 4章 触发器
数字电子技术
第 4章 触发器
范立南 代红艳 恩莉 刘明丹
中国水利水电出版社
第 4章 触发器
第 4章 触发器
4.1 触发器的基本概念
4.2 触发器的电路结构与动作特点
4.3 触发器的逻辑功能描述及其转换
第 4章 触发器
4.1 触发器的基本概念
触发器,用于存储一位二值信号的基本单元电路。
触发器的特点,
(1）具有两个能够自行保持的稳定状态 0和 1；
(2）在不同的输入信号作用下，能够置成 0状态或 1状态。
触发器的 0状态,；触发器的 1状态,。
按照 电路结构形式 的不同分为：基本 RS触发器、主从触发
器、维持阻塞触发器,CMOS边沿触发器等；
按照 触发器逻辑功能 的不同分为,RS触发器,JK触发器,T
触发器,D触发器等；
按照 存储数据的原理 不同分为：静态触发器和动态触发器。
1,0 ?? QQ 0,1 ?? QQ
第 4章 触发器
4.2 触发器的电路结构与动作特点
4.2.1 基本 RS触发器的电路结构与动作特点
1,由或非门构成的基本 RS触发器
(a) (b)
图 4-1 由或非门组成的基本 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-1 由或非门构成的基本 RS触发器的特性表
动作特点,输入信号在全部作用时间里，都能直接改变触发
器输出端的状态，抗干扰能力非常差。
第 4章 触发器
[例 4-1] 如图 4-1所示基本 RS触发器，已知 和 的电压
波形如图 4-2所示，试画出输出端对应的电压波形。
SD RD
图 4-2 例 4-1的电压波形
第 4章 触发器
2.由与非门构成的基本 RS触发器
(a) (b)
图 4-3 由与非门组成的基本 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-2 由与非门构成的基本 RS触发器的特性表
动作特点,输入信号在全部作用时间里，都能直接改变触发
器输出端的状态。
第 4章 触发器
[例 4-2] 如图 4-3所示基本 RS触发器，已知 和 的电压
波形如图 4-4所示，试画出输出端对应的电压波形。
SD RD
图 4-4 例 4-2的电压波形
第 4章 触发器
4.2.2 同步 RS触发器的电路结构与动作特点
(a) (b)
图 4-5 同步 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-3 同步 RS触发器的特性表
第 4章 触发器
动作特点,CP=0时，触发器状态始终保持； CP=1时，输入信
号在全部作用时间里都能直接改变触发器输出端的状态。在
CP=0时，不受外界干扰； CP=1时,抗干扰能力与基本 RS触
发器相同。
第 4章 触发器
[例 4- 3] 如图 4-5所示同步 RS触发器，输入信号的电压波形如
图 4-6所示，试画出和端对应的电压波形。
图 4-6 例 4-3的电压波形图
第 4章 触发器
4.2.3 主从触发器的电路结构与动作特点
1,主从 RS触发器
(a) (b)
图 4-7 主从 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-4 主从 RS触发器的特性表
第 4章 触发器
动作特点,
a.触发器的状态变化分两步：在 CP=1期间，主触发器接收输
入信号，从触发器状态保持不变； CP下降沿时刻到来，主触
发器的状态保持不变，从触发器的状态随主触发器而变。
b,在 CP=1期间，由于主触发器仍是同步 RS触发器，所以主
触发器的状态会随着输入信号的变化而发生多次变化。
第 4章 触发器
[例 4-4] 如图 4-7所示的主从 RS触发器，输入信号的电压波形
如图 4-8所示，试画出输出端对应的电压波形，设触发器的
初态为 0。
0
t
0 t
Q
Q
0 t
Q ?
0 t
Q ?
R
0 t
t0
S
CP
0 t
图 4-8 例 4-4的电压波形图
第 4章 触发器
2,主从 JK触发器
图 4-9 主从 JK触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
(a) (b)
第 4章 触发器
表 4-5 主从 JK触发器的特性表
第 4章 触发器
动作特点,
a.触发器的状态变化分两步：在 CP=1期间，主触发器接收输
入信号，从触发器状态保持不变； CP下降沿时刻到来，主触
发器的状态保持不变，从触发器的状态随主触发器而变。
b,在 CP=1期间，主触发器的状态在 CP=1期间只有可能发生
一次变化。
第 4章 触发器
[例 4-6] 如图 4-9所示的主从 JK触发器，输入信号的电压波
形如图 4-1 0所示，试画出输出端对应的电压波形，设触发器
的初态为 0。
0
t
0
t
Q
Q
0
t
Q
?
0
t
Q
?
K
0
t
t
0
J
C P
0
t
图 4-10 例 4-6的电压波形图
第 4章 触发器
4.2.4 边沿触发器的电路结构与动作特点
1,利用 CMOS传输门的边沿触发器
图 4-11 利用 CMOS传输门的边沿触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
(a) (b)
第 4章 触发器
表 4-6 利用 CMOS传输门的边沿触发器的特性表
动作特点,触发器的状态变化取决于 CP上升沿时刻的输入信
号 D的取值。利用 CMOS传输门的边沿触发器，除非干扰信
号发生在 CP信号的上升沿，否则该触发器是不会受到干扰
的。
第 4章 触发器
2,维持阻塞触发器
(a) (b)
图 4-12 维持阻塞 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-7 维持阻塞 RS触发器的特性表
动作特点,触发器的状态变化取决于 CP上升沿时刻的输入信
号取值。
第 4章 触发器
维持阻塞 D触发器：
(a) (b)
图 4-13 维持阻塞 D触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-8 维持阻塞 D触发器的特性表
第 4章 触发器
[例 4-7] 维持阻塞 D触发器输入信号的电压波形如图 4-13所
示，试画出输出端对应的电压波形，设触发器的初态为 0。
t0
CP
0 t
D
t
0 t
0
Q
Q
图 4-13 例 4-7的波形
第 4章 触发器
4.3 触发器的逻辑功能描述及其转换
4.3.1触发器的逻辑功能描述
1,RS触发器
RS触发器,凡是在时钟信号作用下，具有置 0、置 1、保持
功能的触发器。 表 4-10 RS触发器的特性表
第 4章 触发器
RS触发器的特性方程为：
RS触发器的状态转换图：
? ???
?
?
???
约束条件 0
n1n
SR
QRSQ
第 4章 触发器
2.JK触发器
JK触发器,在时钟信号作用下，具有置 0、置 1、保持、翻转
功能的触发器。 表 4-11 JK触发器的特性表
第 4章 触发器
JK触发器的特性方程为：
JK触发器的状态转换图：
QKQJQ nn1n ???
第 4章 触发器
3.D触发器
D触发器,凡是在时钟信号作用下，具有置 0、置 1功能的触
发器。
表 4-12 D触发器的特性表
第 4章 触发器
D触发器的特性方程为：
D触发器的状态转换图：
DQ ??1n
第 4章 触发器
4.T触发器
T触发器,凡是在时钟信号作用下，具有保持、翻转功能的
触发器。 逻辑功能 是,T=0时，触发器状态保持； T=1时，
触发器状态翻转。
表 4-13 T触发器的特性表
第 4章 触发器
T触发器的特性方程为：
T触发器的状态转换图和逻辑符号,
触发器：当 T始终为 1时，触发器只具有翻转功能。
触发器的特性方程为：
QTQTQ nn1n ???
QQ n1n ??
第 4章 触发器
4.3.2触发器的逻辑功能转换
触发器逻辑功能转换的 步骤,
a.写出已知触发器和待求功能的触发器二者的特性方程。
.令二者特性方程相等,得出逻辑功能转换的表达式。
c.画逻辑图。
第 4章 触发器
1,D触发器 JK触发器
a,D触发器的特性方程为：
JK触发器的特性方程为：
b．令 D 即可。
c．画逻辑图：
DQ ??1n
QKQJQ nn1n ???
QKQJ nn ??
第 4章 触发器
2,JK触发器 D触发器
a,JK触发器的特性方程为：
D触发器的特性方程为：
b．令 = = 即可。
即令 。
c．画逻辑图：
QKQJQ nn1n ???
DQ ??1n
QKQJ nn ? D QDQD nn ?
DKDJ ??,
数字电子技术
第 4章 触发器
范立南 代红艳 恩莉 刘明丹
中国水利水电出版社
第 4章 触发器
第 4章 触发器
4.1 触发器的基本概念
4.2 触发器的电路结构与动作特点
4.3 触发器的逻辑功能描述及其转换
第 4章 触发器
4.1 触发器的基本概念
触发器,用于存储一位二值信号的基本单元电路。
触发器的特点,
(1）具有两个能够自行保持的稳定状态 0和 1；
(2）在不同的输入信号作用下，能够置成 0状态或 1状态。
触发器的 0状态,；触发器的 1状态,。
按照 电路结构形式 的不同分为：基本 RS触发器、主从触发
器、维持阻塞触发器,CMOS边沿触发器等；
按照 触发器逻辑功能 的不同分为,RS触发器,JK触发器,T
触发器,D触发器等；
按照 存储数据的原理 不同分为：静态触发器和动态触发器。
1,0 ?? QQ 0,1 ?? QQ
第 4章 触发器
4.2 触发器的电路结构与动作特点
4.2.1 基本 RS触发器的电路结构与动作特点
1,由或非门构成的基本 RS触发器
(a) (b)
图 4-1 由或非门组成的基本 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-1 由或非门构成的基本 RS触发器的特性表
动作特点,输入信号在全部作用时间里，都能直接改变触发
器输出端的状态，抗干扰能力非常差。
第 4章 触发器
[例 4-1] 如图 4-1所示基本 RS触发器，已知 和 的电压
波形如图 4-2所示，试画出输出端对应的电压波形。
SD RD
图 4-2 例 4-1的电压波形
第 4章 触发器
2.由与非门构成的基本 RS触发器
(a) (b)
图 4-3 由与非门组成的基本 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-2 由与非门构成的基本 RS触发器的特性表
动作特点,输入信号在全部作用时间里，都能直接改变触发
器输出端的状态。
第 4章 触发器
[例 4-2] 如图 4-3所示基本 RS触发器，已知 和 的电压
波形如图 4-4所示，试画出输出端对应的电压波形。
SD RD
图 4-4 例 4-2的电压波形
第 4章 触发器
4.2.2 同步 RS触发器的电路结构与动作特点
(a) (b)
图 4-5 同步 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-3 同步 RS触发器的特性表
第 4章 触发器
动作特点,CP=0时，触发器状态始终保持； CP=1时，输入信
号在全部作用时间里都能直接改变触发器输出端的状态。在
CP=0时，不受外界干扰； CP=1时,抗干扰能力与基本 RS触
发器相同。
第 4章 触发器
[例 4- 3] 如图 4-5所示同步 RS触发器，输入信号的电压波形如
图 4-6所示，试画出和端对应的电压波形。
图 4-6 例 4-3的电压波形图
第 4章 触发器
4.2.3 主从触发器的电路结构与动作特点
1,主从 RS触发器
(a) (b)
图 4-7 主从 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-4 主从 RS触发器的特性表
第 4章 触发器
动作特点,
a.触发器的状态变化分两步：在 CP=1期间，主触发器接收输
入信号，从触发器状态保持不变； CP下降沿时刻到来，主触
发器的状态保持不变，从触发器的状态随主触发器而变。
b,在 CP=1期间，由于主触发器仍是同步 RS触发器，所以主
触发器的状态会随着输入信号的变化而发生多次变化。
第 4章 触发器
[例 4-4] 如图 4-7所示的主从 RS触发器，输入信号的电压波形
如图 4-8所示，试画出输出端对应的电压波形，设触发器的
初态为 0。
0
t
0 t
Q
Q
0 t
Q ?
0 t
Q ?
R
0 t
t0
S
CP
0 t
图 4-8 例 4-4的电压波形图
第 4章 触发器
2,主从 JK触发器
图 4-9 主从 JK触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
(a) (b)
第 4章 触发器
表 4-5 主从 JK触发器的特性表
第 4章 触发器
动作特点,
a.触发器的状态变化分两步：在 CP=1期间，主触发器接收输
入信号，从触发器状态保持不变； CP下降沿时刻到来，主触
发器的状态保持不变，从触发器的状态随主触发器而变。
b,在 CP=1期间，主触发器的状态在 CP=1期间只有可能发生
一次变化。
第 4章 触发器
[例 4-6] 如图 4-9所示的主从 JK触发器，输入信号的电压波
形如图 4-1 0所示，试画出输出端对应的电压波形，设触发器
的初态为 0。
0
t
0
t
Q
Q
0
t
Q
?
0
t
Q
?
K
0
t
t
0
J
C P
0
t
图 4-10 例 4-6的电压波形图
第 4章 触发器
4.2.4 边沿触发器的电路结构与动作特点
1,利用 CMOS传输门的边沿触发器
图 4-11 利用 CMOS传输门的边沿触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
(a) (b)
第 4章 触发器
表 4-6 利用 CMOS传输门的边沿触发器的特性表
动作特点,触发器的状态变化取决于 CP上升沿时刻的输入信
号 D的取值。利用 CMOS传输门的边沿触发器，除非干扰信
号发生在 CP信号的上升沿，否则该触发器是不会受到干扰
的。
第 4章 触发器
2,维持阻塞触发器
(a) (b)
图 4-12 维持阻塞 RS触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-7 维持阻塞 RS触发器的特性表
动作特点,触发器的状态变化取决于 CP上升沿时刻的输入信
号取值。
第 4章 触发器
维持阻塞 D触发器：
(a) (b)
图 4-13 维持阻塞 D触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
第 4章 触发器
表 4-8 维持阻塞 D触发器的特性表
第 4章 触发器
[例 4-7] 维持阻塞 D触发器输入信号的电压波形如图 4-13所
示，试画出输出端对应的电压波形，设触发器的初态为 0。
t0
CP
0 t
D
t
0 t
0
Q
Q
图 4-13 例 4-7的波形
第 4章 触发器
4.3 触发器的逻辑功能描述及其转换
4.3.1触发器的逻辑功能描述
1,RS触发器
RS触发器,凡是在时钟信号作用下，具有置 0、置 1、保持
功能的触发器。 表 4-10 RS触发器的特性表
第 4章 触发器
RS触发器的特性方程为：
RS触发器的状态转换图：
? ???
?
?
???
约束条件 0
n1n
SR
QRSQ
第 4章 触发器
2.JK触发器
JK触发器,在时钟信号作用下，具有置 0、置 1、保持、翻转
功能的触发器。 表 4-11 JK触发器的特性表
第 4章 触发器
JK触发器的特性方程为：
JK触发器的状态转换图：
QKQJQ nn1n ???
第 4章 触发器
3.D触发器
D触发器,凡是在时钟信号作用下，具有置 0、置 1功能的触
发器。
表 4-12 D触发器的特性表
第 4章 触发器
D触发器的特性方程为：
D触发器的状态转换图：
DQ ??1n
第 4章 触发器
4.T触发器
T触发器,凡是在时钟信号作用下，具有保持、翻转功能的
触发器。 逻辑功能 是,T=0时，触发器状态保持； T=1时，
触发器状态翻转。
表 4-13 T触发器的特性表
第 4章 触发器
T触发器的特性方程为：
T触发器的状态转换图和逻辑符号,
触发器：当 T始终为 1时，触发器只具有翻转功能。
触发器的特性方程为：
QTQTQ nn1n ???
QQ n1n ??
第 4章 触发器
4.3.2触发器的逻辑功能转换
触发器逻辑功能转换的 步骤,
a.写出已知触发器和待求功能的触发器二者的特性方程。
.令二者特性方程相等,得出逻辑功能转换的表达式。
c.画逻辑图。
第 4章 触发器
1,D触发器 JK触发器
a,D触发器的特性方程为：
JK触发器的特性方程为：
b．令 D 即可。
c．画逻辑图：
DQ ??1n
QKQJQ nn1n ???
QKQJ nn ??
第 4章 触发器
2,JK触发器 D触发器
a,JK触发器的特性方程为：
D触发器的特性方程为：
b．令 = = 即可。
即令 。
c．画逻辑图：
QKQJQ nn1n ???
DQ ??1n
QKQJ nn ? D QDQD nn ?
DKDJ ??,
