第四章 触发器
? 4.1 概 述
? 4.2 触发器的电路结构与动作特点
? 4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法
? 4.4 触发器逻辑功能的转换
4.1 概 述
? 组合逻辑电路在任一时刻的输出信号仅仅与当时的
输入信号有关；而时序逻辑电路在任一时刻的输出
信号不仅与当时的输入信号有关，而且与电路原来
的状态有关。
? 从结构上看，组合逻辑电路仅由若干逻辑门组成，
没有存储电路，因而无记忆能力；而时序逻辑电路
除包含组合电路外，还含有存储电路，因而有记忆
功能。
? 组合逻辑电路的基本单元是门电路；时序逻辑电路
的基本单元是触发器。
触发器的基本特点
? 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，或二进制数的 0和 1。
? 根据不同的输入信号可以置成 1或 0状态。
? 在输入信号消失以后，能将获得的新状态
保存下来。
触发器的分类
按动作特点分：
? 基本 RS触发器
? 同步 RS触发器
? 主从触发器
? 边沿触发器
按功能分：
? RS触发器
? JK触发器
? D触发器
? T触发器
4.2触发器的电路结构和动作特点
4.2.1 基本 RS触发器的电路结构与动作特点
1、电路结构
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
逻辑电路
低电平有效
两与非门构成
“有 0出 1，全 1为 0”
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q 逻辑表达式
nn QSQ ?? 1
nn RQQ ?? 1
Qn 现态 Qn+1 次态
Q=1,Q=0,, 1”态
Q=0,Q=1,, 0”态
翻转：, 0”态 →, 1”态或,1”态 →, 0”
态
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=0,R=1,Qn+1=1,Qn+1=0,置,1”
Qn=0
10
Qn=1
Qn+1=1 Qn+1=0
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=0,R=1,Qn+1=1,Qn+1=0,置,1”
Qn=1
10
Qn=0
Qn+1=1 Qn+1=0
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
Qn=0
01
Qn=1
Qn+1=0 Qn+1=1
S=1,R=0,Qn+1=0,Qn+1=1,置,0”
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=1,R=0,Qn+1=0,Qn+1=1,置,0”
Qn=1
01
Qn=0
Qn+1=0 Qn+1=1
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=1,R=1,Qn+1= Qn, 保持
Qn=0
11
Qn=1
Qn+1=0 Qn+1=1
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=1,R=1,Qn+1= Qn,保 存
Qn=1
11
Qn=0
Qn+1=1 Qn+1=0
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=0,R=0,Qn+1= Qn+1=1,不 定
Qn=0
00
Qn=1
Qn+1=1 Qn+1=1
＆ ＆
S
Q
G1G2
R
Q
S=0,R=0,Qn+1= Qn+1=1,不 定
Qn=1
00
Qn=0
Qn+1=1 Qn+1=1
基本 RS触发器的 逻辑功能
S=0,R=1,Qn+1=1,Qn+1=0,置,1”
S=1,R=0,Qn+1=0,Qn+1=1,置,0”
S=1,R=1,Qn+1= Qn, 保持
S=0,R=0,Qn+1= Qn+1=1,不定
S 置,1”端 R 置,0”端
功 能 表
S R Qn Qn+1 功 能
0 0 0 ╳
不 定
0 0 1 ╳
0 1 0 1
置, 1”
0 1 1 1
1 0 0 0
置, 0”
1 0 1 0
1 1 0 0
保 持
1 1 1 1
卡 诺 图
SQ
n
R
× ×
00 01
0
1
0 0
11 10
1 1 1 0
基本 RS触发器的特性方程
Qn+1=S+RQn
R+S=1 (约束方程 )
简 化 功 能 表
R S Qn+1 功 能
0 0 ╳ 不 定
0 1 0 置, 0”
1 0 1 置, 1”
1 1 Qn 保 持
逻辑符号
R
S
Q
Q
动 作 特 点
基本 RS触发器的输出端 Q和 状态
由输入信号 R和 S来决定，当输入信号 R
和 S发生变化时，输出端 Q和 的状态
作相应的变化。
Q
Q
Q
波形图
R
S
Q
Q
4.2.2 同步 RS触发器的电路结构与动作特点
触发器的翻转不是由输入信号控制，而
是由外加的时钟脉冲控制。
1、电路结构
逻辑电路
RCP
＆ G
3
＆G4
S
＆ ＆
S′
Q
G1G2
R′
Q
RCP
＆ G
3
＆G4
S
＆ ＆
S′=1
Q
G1G2
R′=1
Q
CP=0时,S′=1,R′= 1,Q的状态保持不变。
00
CP=1时,S′=S,R′= R,Q的状态由 R,S决定。
RCP
＆ G
3
＆G4
S
＆ ＆
S′=S
Q
G1G2
R′=R
Q
11
S R S′=S R′=R 功 能
0 0 1 1 保 持
0 1 1 0 置, 0”
1 0 0 1 置, 1”
1 1 0 0 不 定
? 高电平有效。
? CP=1时,S′=S, R′= R,Q的状态由 R、
S的状态决定。
? CP=0时,S′=1,R′= 1,Q的状态保持不
变。
? 基本 RS触发器的翻转由输入信号控制；
? 同步 RS触发器的翻转由时钟脉冲控制，属
于电平触发，即在 CP=1期间都可以触发翻
转；
? CP=1期间，若 R,S有多次变化,Q也会多
次翻转，即会,空翻,。
逻辑功能
S R Qn Qn+1 功 能
0 0 0 0
不 变
0 0 1 1
0 1 0 0
置, 0”
0 1 1 0
1 0 0 1
置, 1”
1 0 1 1
1 1 0 ╳
不 定
1 1 1 ╳
卡 诺 图
S
RQn
0 1 0 0
╳11 ╳
0
1
00 01 11 10
特性方程
Qn+1=S+RQn
R·S=0 (约束方程 )
逻辑符号
R
S
Q
C
Q
动 作 特 点
输入信号在 CP=0期间保持不变，在
CP=1的全部时间内 RS的变化都将引起
触发器状态的相应改变，即在 CP=1期间
输入信号发生多次变化，触发器的状态
也可能发生多次翻转，这降低了电路抵
御干扰信号的能力。
波 形 图
Q
Q
S
R
CP
波形图
S
R
CP
Q
Q
4.2.3 主从触发器的电路结构和动作特点
一、电路结构与工作原理
主从 RS触发器的电路结构
主从 RS触发器的工作原理
? CP=1时，主触发器打开，和的状态由 R,S
决定，从触发器关闭,Q、的状态不变；
? CP由 1变 0时，主触发器关闭，从触发器打开，
Q、的状态分别等于此时的和的状态；
? CP=0时，主触发器关闭，和的状态保持不变，
Q、的状态也不变；
主从 JK触发器电路结构
& &
QQ
& &
1
& &
& &
CP
1
Q
主
Q
主
2
43
65
R
D 主
S
D 主
K J
87
K
J
Q
CP
Q
主从 JK触发器的逻辑符号
JK触发器的特性方程
? RS触发器的特性方程：
Qn+1=S+RQn
R·S=0 (约束方程 )
? 由图可得：
S=JQn
R=KQn
? 主从 JK触发器的特性方程：
Qn+1=JQn+KQn
JK触发器的逻辑功能
? J=1,K=0时,Qn+1=1,置,1”；
? J=0,K=1时,Qn+1=0,置,0”；
? J=0,K=0时,Qn+1=Qn,保 持；
? J=1,K=1时,Qn+1=Qn,计 数。
JK触发器的功能表
nQ 1?nQJ K 功 能
0 0 0 0 保 持
0 0 1 1
0 1 0 0 置,0”
0 1 1 0
1 0 0 1 置,1”
1 0 1 1
1 1 0 1 计 数
1 1 1 0
主从触发器的动作特点
? 触发器的翻转分两步动作。第一步，在 CP=1的期间
主触发器接受输入端的信号，被置成相应的状态，
而从触发器不动；第二步,CP下降沿到来时从触发
器按照主触发器的状态翻转，使 Q,Q相应地改变
状态。
? 因为主触发器本身是一个同步 RS触发器，所以在
CP=1的全部时间里输入信号都将对主触发器起控制
作用。
? 主从 JK触发器有一次变化现象，即在 CP=1期间，
Q和 Q的状态只能变化一次。
主从 JK触发器的一次变化现象
CP
J
K
Q
主
Q
主
Q
Q
t
1
t
2
t
3
在 CP=1期间,JK发生了
多次变化,Q主 只 变化一
次,所以在 CP下降沿到
来时,Q状态与此时的
Q主 相同,并不是由此时
的 JK状态决定 。这就是 一
次变化现象 。
主从 JK触发器的波形图
CP
J
K
Q
主
Q
Q
4.2.4 边沿触发器的电路结构和动作特点
利用传输延迟时间的边沿触发器
(a)电路结构 (b)逻辑符号
工作原理
? CP=0时,Q3=Q4=1,Q1=Q2=0,Q不变；
? CP由 0变 1时，触发器不翻转，为接受输入信号作准备。
由于与非门 G3,G4的平均延迟时间比与或非门 G1,G2构成
的基本触发器的平均延迟时间要长,GA,GD门先打开，此
时 Q3=Q4=1,CP=1，所以 Q依然不变。
? CP由 1变 0时触发翻转。
Q3,Q4状态由 J,K决定,CP由 1变 0时,GA,GD门关闭，
Q1=Q2=0,GB,GC门打开,Q由 Q3,Q4决定，触发器翻转。
? CP=0以后,G3,G4又被封锁。
维持阻塞 D边沿触发器
&
R
D
QQ
& &
1
& &
S
D
2
4 3
6 5
CP
D
①
②
④
③
&
′R
D
′S
D
′
R
′
S
RD
QSD D
C
Q
电路结构
RD 直接置 0端
SD 直接置 1端
低电平有效
逻辑符号
工作原理
? CP=0时,Q3=Q4=1,Q不变，触发器处于稳态，同
时,Q6=D, Q5=D,接受输入信号 D；
? CP由 0变 1时，触发器翻转,Q4=Q6=D, Q3=Q5=D,
使 Q=D；
? CP=1时，输入信号被封锁。
若 Q4=0，则经 1线封锁 G6；若 Q3=0时通过 3线封锁
Q4，通过 2线封锁 G5，所以，此时 Q3,Q4,Q5,Q6
的状态与 D无关。
? 总之，该触发器在 CP正跳沿前接受输入信号，正跳
沿时翻转，正跳沿后输入被封锁。
D触发器的功能表
nQ 1?nQD 功 能
0 0 0 置,0”
0 1 0
1 0 1 置,1”
1 1 1
边沿触发器的动作特点
? 边沿触发器的次态仅取决于 CP信号的上升沿
或下降沿到达时输入端的逻辑状态，而在这
以前或以后，输入信号的变化对触发器的状
态没有影响。
? 这种特点有效的提高了触发器电路的抗干扰
能力，因而也提高了电路的工作可靠性。
边沿 D触发器的波形图CP
R
D
S
D
D
Q
边沿 JK触发器的波形图
CP
J
Q
K
4.3.1 触发器按逻辑功能的分类
触发器功能表示
形式：
功能表
特性方程
状态转换图
按逻辑功能分类：
RS触发器
JK触发器
D触发器
T触发器
RS触发器的功能表
nQ 1?nQJ K 功 能
0 0 0 0 保 持
0 0 1 1
0 1 0 0 置,0”
0 1 1 0
1 0 0 1 置,1”
1 0 1 1
1 1 0 1 计 数
1 1 1 0
RS触发器特性方程和状态转换图
Qn+1=S+RQn
R·S=0 (约束方程 )
0 1
R ＝ ×
S ＝ 0
R ＝ 0
S ＝ ×
R ＝ 0
S ＝ 1
R ＝ 1
S ＝ 0
JK触发器的功能表
nQ 1?nQJ K 功 能
0 0 0 0 保 持
0 0 1 1
0 1 0 0 置
,0”0 1 1 0
1 0 0 1 置
,1”1 0 1 1
1 1 0 1 计 数
1 1 1 0
JK触发器特性方程和状态转换图
0 1
J ＝ 0
K ＝ ×
J ＝ ×
K ＝ 0
J ＝ 1
K ＝ ×
J ＝ ×
K=1
Qn+1=JQn+KQn
D触发器的功能表
nQ 1?nQ
D 功 能
0 0 0 置,0”
0 1 0
1 0 1 置,1”
1 1 1
D触发器特性方程和状态转换图
0 1D = 0
D = 0
D = 1
D = 1Qn+1=D
T触发器功能表
nQ 1?nQT 功 能
0 0 0
保 持
0 1 1
1 0 1
计 数
1 1 0
T触发器特性方程和状态转换图
Qn+1=TQn+TQn
4.3.2 触发器的电路结构与逻辑功能的关系
? 触发器的逻辑功能和电路结构是两个不同的概念。
所谓逻辑功能，是指触发器的次态和现态及输入信
号之间在稳态下的逻辑关系，这种逻辑关系可以用
功能表、特性方程或状态转换图给出。根据逻辑功
能的不同特点，我们把触发器分成了 RS,JK,T、
D等几种类型。
? 而基本 RS触发器、同步 RS触发器、主从触发器、
边沿触发器等是指电路结构的不同形式。由于电路
结构的不同，其动作特点也不同。
集成维持阻塞 D触发器
D触发器的功能表 74LS74管脚排列图
14 8
1 7
7 4 L S 7 4
2 CPV
CC
2 R
D
2 D 2 S
D
2 Q
G N D
2 Q
1 R
D
1 D 1 CP 1 S
D
1 Q 1 Q
集成负边沿 JK触发器
JK触发器的功能表 74LS112管脚排列图
4.4.2 触发器的相互转换
1
CP
D J
K Q
Q J
K Q
Q
T
CP
(a ) (b )
JK触发器转换为 D,T触发器 D触发器转换为 JK触发器
D
Q
Q&
&
&
1
CP
K
J
本 章 小 结
? 1,触发器是数字系统中极为重要的基本逻辑
单元。它有两个稳定状态，在外加触发信号
的作用下，可以从一种稳定状态转换到另一
种稳定状态。当外加信号消失后，触发器仍
维持其状态不变，因此，触发器具有记忆功
能,每个触发器只能记忆（存储）一位二进
制数码。
? 2,按动作特点不同，可以把触发器分为基本 RS触发器、同
步触发器、主从触发器和边沿触发器。
? 基本 RS触发器的输出端 Q和状态由输入信号 R和 S来决定，
当输入信号 R和 S发生变化时，输出端 Q和的状态作相应的变
化。
? 同步触发器的输入信号在 CP=1的全部时间内的变化都将引
起触发器状态的相应改变，即在 CP=1期间输入信号发生多
次变化，触发器的状态也可能发生多次翻转。
? 主从触发器的翻转分两步动作：第一步，在 CP=1期间主触
发器接受输入端的信号，被置成相应的状态，而从触发器不
动；第二步,CP下降沿到来时从触发器按照主触发器的状
态翻转。主从 JK触发器存在一次变化现象。
? 边沿触发器的次态仅取决于 CP信号的上升沿或下降沿到达
时输入端的输入信号，而在这以前或以后，输入信号的变化
对触发器的状态没有影响。
? 3,触发器按功能可分为 RS,JK,D,T,T′
几种。其逻辑功能可用功能表（真值表）、
特性方程、状态图、逻辑符号图和波形图
（时序图）来描述。类型不同而功能相同的
触发器，其功能表、状态图、特性方程均相
同，只是逻辑符号图和时序图不同。
? 4,常用的 TTL型集成触发器有：双 JK负边沿
触发器 74LS112、双 D正边沿触发器 74LS74。