觸發(fā)器的電路圖由邏輯門組合而成,其結(jié)構均由R-S鎖存器派生而來(廣義的觸發(fā)器包括鎖存器)。觸發(fā)器可以處理輸入、輸出信號和時鐘頻率之間的相互影響。
在R-S鎖存器的前面加一個由兩個與門和一個非門構成的附加電路,則構成D觸發(fā)器。當時鐘脈沖CP為1時,讀入輸入端D的數(shù)據(jù)并傳至輸出端;當CP為0時,根據(jù)與門“只要有一個輸入端為0則輸出為0”的特性,輸入端D的數(shù)據(jù)被與門屏蔽了,無法到達輸出端,不管輸入D怎樣變化,Q端輸出值都保持不變,只有等到下一個CP高電平到來時,才會把當前的D值送出。這樣就實現(xiàn)了延遲輸出即暫時保存的功能。從電路的動作可以看出,時鐘輸入端起到控制的作用,CP為1時,能觸發(fā)后面的鎖存器把D的值暫時鎖存起來,這也正是觸發(fā)器名詞中“觸發(fā)”的含義,這正是觸發(fā)器與鎖存器的聯(lián)系與區(qū)別:觸發(fā)器利用了鎖存器的保存原理,但是加上了觸發(fā)功能,可以控制保存的時間。
觸發(fā)器的邏輯功能,是指觸發(fā)器的次態(tài)和現(xiàn)態(tài)及輸入信號之間在穩(wěn)態(tài)下的邏輯關系。這種邏輯關系可以用特性表、特性方程或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖給出。根據(jù)邏輯功能的不同特點,把觸發(fā)器分為RS、JK、T、D等幾種類型。
復位/置位觸發(fā)器又被稱為RS觸發(fā)器,是由兩個與非門交叉耦合構成的具有復位和置位功能的觸發(fā)器。RS觸發(fā)器是構成其它各種功能觸發(fā)器的基本組成部分,故又稱為基本RS觸發(fā)器。基本RS觸發(fā)器的用途之一是構成“防抖動電路”。
D觸發(fā)器是一個具有記憶功能的,具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的信息存儲器件,是構成多種時序電路的最基本邏輯單元,也是數(shù)字邏輯電路中一種重要的單元電路。因此,D觸發(fā)器在數(shù)字系統(tǒng)和計算機中有著廣泛的應用。觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài),即"0"和"1",在一定的外界信號作用下,可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。
D觸發(fā)器有集成觸發(fā)器和門電路組成的觸發(fā)器。觸發(fā)方式有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種,前者在CP(時鐘脈沖)=1時即可觸發(fā),后者多在CP的前沿(正跳變0→1)觸發(fā)。D觸發(fā)器的次態(tài)取決于觸發(fā)前D端的狀態(tài),即次態(tài)=D。因此,它具有置0、置1兩種功能。對于邊沿D觸發(fā)器,由于在CP=1期間電路具有維持阻塞作用,所以在CP=1期間,D端的數(shù)據(jù)狀態(tài)變化,不會影響觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。
JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)功能,在各類集成觸發(fā)器中,JK觸發(fā)器的功能最為齊全。在實際應用中,它不僅有很強的通用性,而且能靈活地轉(zhuǎn)換其他類型的觸發(fā)器。由JK觸發(fā)器可以構成D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。
T觸發(fā)器 凡在CP時鐘脈沖控制下,根據(jù)輸入信號T取值的不同,具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電路,即當T=0時能保持狀態(tài)不變,T=1時一定翻轉(zhuǎn)的電路。
審核編輯黃昊宇
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觸發(fā)器
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