第 4章 触发器
4.1 基本触发器
4.2 TTL集成触发器
4.3 MOS触发器
4.4 触发器的逻辑功能分类及相互间的转换
4.1 基本触发器
4.1.1 闩锁电路及基本 RS触发器
Q=1,Q=0为 1状态；
Q=0,Q=1为 0状态。
图 4-1 闩锁电路
1 1
QQ
(一 ) 闩锁电路
1.结构
2.原理
1,基本结构
S：置位（置 1）端
R：复位（置 0）端
(二 ) 基本 RS触发器两互补输出端两输入端
&
Q Q
.
G1 &
.
G2
SD RD
反馈线两互补输出端两输入端
&
Q Q
.
G1 &
.
G2
SD RD
正常情况下，
两输出端的状态保持相反。通常以 Q端的逻辑电平表示触发器的状态，即 Q=1，
Q=0时，称为,1”
态；反之为,0”
态。
反馈线
(二 ) 基本 RS触发器
2,逻辑功能触发器输出与输入的逻辑关系
1 0
01
设触发器原态为,1”态。
翻转为,0”态
(1) SD=1,RD = 0
1 0
10
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
设原态为,0”
态
1 0
0 1
1
1 0
触发器保持
,0”态不变复位
0
结论,不论触发器原来为何种状态，
当 SD=1，
RD=0时,
将使 触发器置,0”或称为 复位 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
0 1
设原态为,0”
态 0 1
1
1
0
0翻转为,1”
态
(2) SD=0,RD = 1
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
设原态为,1”
态
0 1
1 0
0
0 1
触发器保持
,1”态不变置位
1
结论,不论触发器原来为何种状态，
当 SD=0，
RD=1时,
将使 触发器置,1”或称为 置位 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
1 1
设原态为,0”
态 0 1
0
0
1
1保持为,0”
态
(3) SD=1,RD = 1
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
设原态为,1”
态
1 1
1 0
0
0 1
触发器保持
,1”态不变
1
当 SD=1，
RD=1时,
触发器保持原来的状态，
即 触发器具有保持、记忆功能 。
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
01
1 1
0 0
1 1
1
1 1
0
若 G1先翻转，则触发器为,0”态
“1”态
(4) SD=0,RD = 0
当信号 SD= RD = 0
同时变为 1时，由于与非门的翻转时间不可能完全相同，触发器状态可能是,1”态，
也可能是,0”态，
不能根据输入信号确定。
若先翻转
Q Q
.
G1 &
.
& G2
SD RD
基本 R－ S 触发器状态表逻辑符号
RD(Reset Direct)-直接置,0”端 (复位端 )S
D(Set Direct)-直接置,1”端 (置位端 )
Q Q
SD RD
SD RD Q
1 0 0 置 0
0 1 1 置 1
1 1 不变 保持
0 0 1* 不定功能低电平有效
1*表示不正常状态,0信号消失后，触发器状态不定。
注意：
3,基本 RS触发器应用电路：
(1) 无震颤开关电路图 4 - 3 无震颤开关电路
＆ ＆
Q Q
S R
K
5 V
1 k 1 k机械开关在静止到新的位置之前其机械触头将要震颤几次。图 4-3电路可以解决震颤问题。
设初始时Ｋ接Ｒ端，基本原理如下：
０１
０ １
图 4-4 波形图
Q
S
R
+5V
0V
b.Ｋ由左扳向右端，并且震颤几次，相当于 ＲＳ ＝０１
（或１１）原理如图４－４
１０ １１
０１
图 4 - 3 无震颤开关电路
＆ ＆
Q Q
S R
K
5 V
1 k 1 k
a.Ｋ由右扳向左端，并且震颤几次，
相当于 ＲＳ ＝１０（或１１）
(2) 声报警控制电路：
a、正常状态
b、故障状态
1
0
1
1 1 0
1 1
0 1
不发声发 声
c、复位状态
0 1
0
1
0 1
1 0
消音图 4 - 5 声报警控制电路
＆ ＆
＆ ＆
1
1
1
音响电路
+ 5 V R
清音按扭开关
V
I 故障信号
A B C
D
E
F G
Q
Q
0 1
图 4 - 6 同 步 R S 触 发 器不变Qn××0
说明Qn+1SRCP
4.1.2 同步（可控） RS触发器表 4-2 同步 RS触发器特性表
× ×0
1 1
不变 不变0 1
置 000110 11
1 0
1 01
0 1
1 0
置 11101
0
不变 不变不变Qn001
1 11
1* 1*
不定×111
21
43
QQ
S RC P
（ a ） 逻辑图工作原理,
例：画出可控 R－ S 触发器的输出波形
R
S
CP
不定不定可控 R－ S状态表
CP高电平时触发器状态由 R,S确定
Q
Q
0
1
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
存在问题,时钟脉冲不能过宽，否则出现空翻现象，即在一个时钟脉冲期间触发器翻转一次以上。
CP
克服办法：采用 （主从或边沿） 触发器。
0 0
S R
0 1 0
1 0 1
1 1 不定
Qn+1
Qn
Q=S
Q=R
Qn→ Qn+1 S R
0 0
0 1
1 0
1 1
0 ×
1 0
0 1
× 0
同步 RS触发器驱动表特性方程：
次态图：
Qn+1=S+R Qn
0
0
1
1
×
×
1
0
00 01 11 10
0
1
RS
Qn
状态转换图：
0 1
SR/ 10/
01/
0× / × 0/
图 4 - 6 同 步 R S 触 发 器时序波形图：
CP
S
R
2tpd3t
pd
2tpd 3t
pd
同步 RS触发器符号图：
Q
Q
1 S 1 R
C 1
Q Q
CP
（ b ） 国标符号
Q Q
CPS R
（ c ） 惯用符号图 4 - 1 0 同 步 D 触 发 器
CP D Qn+1 说明
0
1
1
×
0
1
Qn
0
1
不变置 0
置 1
表 4-4 D触发器特性表特性方程：
Qn+1=S+RQn=D+DQn=D
4.1.3 D触发器
21
43
QQ
S RC P
（ a ） 逻辑图
1
D
Q Q
CPD
（ c ） 惯用符号
1 D C 1
Q Q
CP
（ b ） 国标符号
4.1.4 JK触发器 表 4-5 JK触发器特性表特性方程,Qn+1=JQn+KQn
图 4 - 1 1 同 步 J K 触 发 器
0 0 1 1
1 0 0 1
00 01 11 10
0
1
JKQn次态图：
21
43
Q
J KC P
（ a ） 逻辑图
Q
1 J 1 K
C 1
Q Q
CP
（ b ） 国标符号
Q Q
CPJ K
（ c ） 惯用符号
0 保 持
1 翻 转置 1
置 0
状 态 不 变说 明Q
n + 1
0
1
0
1
×
K
0
1
1
0
×
J
1
1
1
1
0
C P
Q
n
Q
n
1
0
Q
n
保 持翻 转置置状 态 不 变说 明
××
4.2 TTL集成触发器
(一 ) 主从触发型 JK触发器
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C P
Q
Q
S d
R
d
G
2
G 1G
3
G
4
G 5
G 6
G 7
G 8
G 9
Q ’
Q ’
（ a ）
A
B
反馈线反馈线互补时钟控制主、从触发器不能同时翻转
F主 F从
1.基本结构
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C
P
Q
Q
S
d
R
d
G
2
G
1
G
3
G
4
G
5
G
6
G
7
G
8
G
9
Q
’
Q
’
（
a
）
A
B
F
主
F
从
2.工作原理
F主 打开
F主 状态由 J,K决定，
接收信号并暂存。
F从 封锁
F从 状态保持不变。
0
1
0
1
CP
1 0
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C
P
Q
Q
S
d
R
d
G
2
G
1
G
3
G
4
G
5
G
6
G
7
G
8
G
9
Q
’
Q
’
（
a
）
A
B
F
主
F
从
0
1
0
1
CP
F主 封锁 F从 打开
F主 状态保持不变。
0
0 10
F从 状态由 Q’,Q’决定，并保持
F主,F从 状态一致，因此称之为主从触发器。
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C
P
Q
Q
S
d
R
d
G
2
G
1
G
3
G
4
G
5
G
6
G
7
G
8
G
9
Q
’
Q
’
（
a
）
A
B
F
主
F
从
0
1
CP 0
CP高电平时触发器接收信号并暂存（即 F主状态由 J,K决定,F从 状态保持不变）。
要求 CP高电平期间 J,K
的状态保持不变。
CP下降沿 ( )触发器翻转 （ F从 状态与 F主状态一致）。
CP低电平时,F主 封锁,J,K不起作用
10
10
10
1
1
1
01
0
1
0
1
1
分析 JK触发器的逻辑功能 (1)J=1,K=1
设触发器原态为,0”态
0
0
10
1
0
状态不变
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C P
Q
Q
S d
R
d
G
2
G 1G
3
G
4
G 5
G 6
G 7
G 8
G 9
Q ’
Q ’
（ a ）
A
B
F主 F从状态不变
1
主从状态一致翻转为,1”态
1
1
0
1
1
01
1
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C P
Q
Q
S d
R
d
G
2
G 1G
3
G
4
G 5
G 6
G 7
G 8
G 9
Q ’
Q ’
（ a ）
A
B
F主 F从设触发器原态为,1”态 翻转为,0”态
(1)J=1,K=1
0
1
0
J=1,K=1时，每来一个时钟脉冲，状态翻转一次,即具有计数功能。
1
1
1
0
0
1
1
0
1 0
0
1 1
0
0
1
0
1
设触发器原态为,1”态
0
1
0 0 1
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C P
Q
Q
S d
R
d
G
2
G 1G
3
G
4
G 5
G 6
G 7
G 8
G 9
Q ’
Q ’
（ a ）
A
B
F主 F从翻转为,0”态(2)J=0,K=1
设触发器原态为,0”态 为“？”态为,0”
态
1
1
0
1
1
0
01 10
1
0
0
1
1
0
0
10
1
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C P
Q
Q
S d
R
d
G
2
G 1G
3
G
4
G 5
G 6
G 7
G 8
G 9
Q ’
Q ’
（ a ）
A
B
F主 F从
(3)J=1,K=0 设触发器原态为,0”态
0
1
0
翻转为,1”态设触发器原态为,1”态 为“？”态为,1”态
1
0
1
1
0
0
(4)J=0,K=0 设触发器原态为,0”态 保持原态
1
1
1
0
＆＆＆＆
＆ ＆
＆
＆ ＆
J
K
C P
Q
Q
S d
R
d
G
2
G 1G
3
G
4
G 5
G 6
G 7
G 8
G 9
Q ’
Q ’
（ a ）
A
B
F主 F从保持原态 保持原态
0
1
0
结论：
CP高电平时 F主 状态由 J,K决定,F从 状态不变。
CP下降沿 ( )触发器翻转 （ F从 状态与
F主 状态一致）。
R d
S d
J
K
CP
Q
Q
（ c ）
1 J
1 K
S
R
C 1
R d
S d
J
K
CP
Q
Q
（ b ）
集成触发器的多个输入端的关系：
J=J1·J2·J3，
K=K1·K2·K3
符号图
3.一次变化如果 CP=1期间,J,K端输入信号有变化，主触发器只能动作一次 称为 一次变化 。
一次变化会使触发器产生错误动作，当有一次变化时工作波形图如下页所示。
3.一次变化主触发器逻辑图 主从式 JK触发器一次变化波形图
G 5
Q ’ Q ’
G 6
G 7 G 8
QQ
J CP K
1 2 3C P
J
K
Q ’
Q
表 4-7 主从 JK触发器功能表
0
1
1*
Qn
0
1
Qn
1
0
1*
Qn
1
0
Qn
×
×
×
1
0
1
0
×
×
×
1
1
0
0
×
×
×
↓
↓
↓
↓
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
置位复位不允许翻转置 1
置 0
保持
Qn+1Qn+1KJCPSdRd
输出输入功能名称注意,1*表示 CP脉冲取消后 Qn+1不定
2.动态特性图 4-16 主从 JK触发器工作波形的时间关系
t
s
et
t
h
t
PLH
t
PHL
建立时间保持时间传输延迟时间
t
PLH
=3t
pd
t
PHL
=4t
pd
T
m i n
= t
W H ( C P )
+ t
W L ( C P )
= 8 t
p d
C P
J
K
Q
Q
t set t h
t
PLH
t
PHL
t
WH ( CP )
t
WL ( CP )
t s
（二） 负边沿触发型 JK触发器
≥ 1
＆
≥ 1
＆
＆ ＆
Q Q
G
6
G
5
G
2
G
1
G
3
G
4
A B
J K
CP
( a )
J
K
C P
Q
Q
( c )
1 J
1 K
C 1C P
Q
Q
( b )
图 4 - 1 7 负 边 沿 触 发 型 J K 触 发 器
( a ) 逻 辑 图 ( b ) 国 标 符 号 ( c ) 惯 用 符 号
JK触发器的工作原理：
（ 1） CP=0时,A=B=1，
G5=G6=0，电路变成图 4-18，
J,K不起作用。
（ 2） ↑，触发器不变。闩锁作用，使触发器自锁。
（ 3） =1时，自锁，
触发器不变,J,K不起作用。
（ 4） ↓，先 G5=G6=0，
在 A,B还未变成全 1的时间内，触发器已翻转完毕。
≥ 1
＆
≥ 1
＆
＆ ＆
Q Q
G
6
G
5
G
2
G
1
G
3
G
4
A B
J K
CP
( a )
＆ ＆G
1 G 2
Q Q
A B
图 4 - 18 CP = 0 时图 4 - 17 （ a ） 的等效电路
1 1
4.2.3 集成 D触发器
1—置 1维持线
2—阻塞置 0信号线
3—置 0维持线
4—阻塞置 1信号线图 4 - 2 0 维 持 阻 塞 D 触 发 器 （ a ） 逻 辑 图
＆
＆
＆
＆＆
＆
QQ
D
G
1
G
2
G
3
G
4
G
5
G
6
CP
R
d
S
d
1
2
3
4
基本 R-S触发器导引电路
4.2.3 维持阻塞 D 触发器
1.电路结构反馈线1—置 1维持线
2—阻塞置 0信号线
3—置 0维持线
4—阻塞置 1信号线
1
2 3
4
& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
CP
DSD RD
RD
& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
CP
D
4.2.3 维持阻塞 D 触发器
2.逻辑功能
0
1
（ 1） D = 0
1
触发器状态不变
0
当 CP= 0时 1 1
0当 CP= 1时
0
1
0 1
触发器置,0”
封锁在 CP= 1期间,触发器保持,0”不变
& G2& G1
Q Q
SD RD
& G3 & G4
& G5 & G6
CP
D
4.2.3 维持阻塞 D 触发器
2.逻辑功能
0
1
（ 1） D = 1
0
触发器状态不变
1
当 CP= 0时 1 1
1当 CP= 1时
0
1
1 0
触发器置,1”
封锁在 CP= 1期间,触发器保持,1”不变封锁
D触发器状态表
D Qn+1
0
1
0
1
上升沿触发翻转
Q Q
逻辑符号
D CP RDSD
CP上升沿前接收信号，
上升沿时触发器翻转，
（ 其 Q的状态与 D状态一致；但 Q的状态总比 D的状态变化晚一步，即 Qn+1 =Dn ) ；
上升沿后输入 D不再起作用，触发器状态保持。 即 (不会空翻 )
结论：
例,D 触发器工作波形图
CP
D
Q
上升沿触发翻转表 4-8 维持阻塞 D触发器功能表
0
1
0
1
Qn+1
0 1 × ×
1 0 × ×
1 1 ↑ 0
1 1 ↑ 1
Rd Sd CP D
图 4 - 2 0 维 持 阻 塞 D 触 发 器
（ b ） 国 标 符 号 （ c ） 惯 用 符 号
Q
Q
S
d
R
d
D
C
P
( c )
R
S
D
C
P
Q
1
D
C 1
Q
S
d
R
d
( b )
4.3 MOS触发器
MOS触发器是由以 MOS管为元件的 MOS门组成的。
只介绍 CMOS集成触发器，如 三态 RS锁存触发器 。
＆
＆
1
11
T G
R
S
Q
G 1G 2
G 3
G 4 G 5
EN
ENEN
EN
EN
（ a ） 与非门型
1 1
1
≥ 1
≥ 1
T G
R
S
Q
G 1G 2
G 3
G 4 G 5
EN
EN EN
EN
EN
( b ) 或非门型高阻
Qn
1
0
不定
× ×
0 0
1 0
0 1
1 1
0
1
1
1
1
Qn+1S REN
高阻
Qn
1
0
不定
Qn+1
× ×
1 1
0 1
1 0
0 0
S R
0
1
1
1
1
EN
表 4-9 与非门型 表 4-10 或非门型三态 RS锁存触发器真值表
4.4 触发器的逻辑功能分类及相互间的转换
4.4.1 分类
1.RS触发器：在 CP脉冲操作下，根据 R,S情况的不同，凡是具有置 0、置 1和保持功能的电路，都叫
RS触发器。
2.D触发器：在 CP操作下，根据 D的不同，凡是具有置 1,置 0功能的电路，都称为 D触发器。
3.T触发器：在 CP操作下，根据 T的不同，凡是具有保持和翻转功能的电路，都称为 T触发器。
4.T′触发器：在 CP操作下，只具有翻转功能的电路称为 T ′触发器。
5.JK触发器：在 CP操作下，根据 J,K的不同，凡是具有置 1、置 0、翻转、保持功能的电路，都称为 JK触发器。
二、逻辑功能的转换
1.特性方程对比法：
① 如 JK转换成 D触发器：
JK,Qn+1=JQn+KQn
D,Qn+1=D=D（ Qn+Qn)=DQn+DQn，
对比得到,K=D,J=D
D
1
C P
Q
J K
S
d
R
d
Q
仍为下降沿触发翻转
② 将 JK触发器转换为 T 触发器
T
C
Q
J KSD RD
Q
T触发器状态表
T Qn+1
0
1
Qn
Qn
(保持功能 )
(计数功能 )
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 Qn
JK触发器状态表当 J=K时，两触发器状态相同仍为下降沿触发翻转
2.激励表、卡诺图法：
③ 将 D触发器转换为 JK 触发器
Qn Qn+1 J K D
0 0 0 × 0
0 1 1 × 1
1 0 × １ 0
1 1 × 0 1
JK、Ｄ 触发器激励表
D端表达式卡诺图法：Q n
J K
0 0 0 1 1 1 1 0
0
1
0 0
00
11
1 1
D表达式为：
nn QKQJD
D
1
C P
Q
J
K
S
d
R
d
Q
&
& &
仍为下降沿触发翻转
nn QKQJD
触 发 器变 换逻 辑给 定 的触 发 器
Q
Q
组合电路 转换后的触发器注意：
⑴ 转换关键是求出转换电路输出端的逻辑表达式。
⑵ 转换前后触发方式不变。
转换后触发器输入端给定触发器的输入端
（转换逻辑的输出端）