南京邮电大学：《数字电路与系统》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 触发器（Flip — Flop）（5.1）概述

第五章触发器(Fijp—Flop) 5.1概述 在各种复杂的数字电路中,不但需要对二值信号 进行算术运算和逻辑运算还经常需要将这些信号和 运算结果保存起来。为此,需要使用具有记忆功能 的基本单元。能够存储一位二值信号的单元电路, 被称为触发器。用“FF”表示。 为了实现记忆一位二值信号的功能,触发器必 须具备以下两个基本特点 1、基本特点

第五章 触发器(Flip — Flop) 5.1 概述 在各种复杂的数字电路中,不但需要对二值信号 进行算术运算和逻辑运算,还经常需要将这些信号和 运算结果保存起来。为此，需要使用具有记忆功能 的基本单元。能够存储一位二值信号的单元电路， 被称为触发器。用“FF”表示。 为了实现记忆一位二值信号的功能，触发器必 须具备以下两个基本特点。 1､基本特点

1、基本特点 (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,或二进制数的0和1 (2)根据不同的输入信号可以把FF置成1和0 状态。 2、功能 可记忆一位二进制数。 3、分类 FF的分类按电路结构、采用器件和逻辑功能 进行分类

1､基本特点 （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，或二进制数的0和1。 （2）根据不同的输入信号可以把FF置成1和0 状态。 2､功能 可记忆一位二进制数。 3､分类 FF的分类按电路结构､采用器件和逻辑功能 进行分类

(1)电路结构 基本FF、主从FF维持阻塞FF、边沿FF (2)采用器件分类 TTL(双极型指晶体管) CMOS(单极型指场效应管) (3)逻辑功能分类 RSFF、DFF、TFF、JKFF、T?FF。 52基本RSFF 基本RSFF是各种触发器电路中结构形式最 简单的一种

（2）采用器件分类 （3）逻辑功能分类 RSFF､DFF､TFF､JKFF､T’FF。 5.2 基本RSFF 基本RSFF是各种触发器电路中结构形式最 简单的一种。 TTL（双极型指晶体管）､ CMOS（单极型指场效应管）。 （1）电路结构 基本FF､主从FF､维持阻塞FF､边沿FF

、电路结构 对于一个单纯的二输入与非门来说,它是 没有任何记忆功能。 A &FF没有记忆功能F=AB 如果将二输入与非门的输出反馈到一个输 入端,电路将产生振荡,也不能形成记忆功能。 A &pr Q 产生振荡,不能形成记忆功能

一､电路结构 如果将二输入与非门的输出反馈到一个输 入端,电路将产生振荡,也不能形成记忆功能。 即： 产生振荡，不能形成记忆功能 对于一个单纯的二输入与非门来说，它是 没有任何记忆功能

但是,如果用二个二输入与非门交叉耦合而成; 即:就形成了一个基本RSFF QQ &prQ R=&Q RD SD (a)电路图 (b)符号 图5.2.1与非门构成的基本RSF

但是，如果用二个二输入与非门交叉耦合而成； 即：就形成了一个基本RSFF

、工作原理 在这里我们通常把FF的原状态接受信号时的 状态称为现态,用Q表示。把FF接受信号后变化成新 的状态称为次态,用Qn+1表示。 0 D & 即:现态 次态 Q 0 Q RD &AQ 下面根据与非门的工作特点分别进行讨论如下: RD=o Q n+1 →>称为"0"态 D Qn+1=1 在“0”态中,起决定的信号是R端。因此,Rp 端被称为清零端

二､工作原理 在这里我们通常把FF的原状态——接受信号时的 状态称为现态，用Qn表示。把FF接受信号后变化成新 的状态称为次态，用Qn+1表示。 即： 现态 次态 Qn Qn+1 下面根据与非门的工作特点分别进行讨论如下： 在“0”态中，起决定的信号是RD端。因此， RD 端被称为清零端。 1 0 1 1 0

D 08 RD三&Q 2、,RD Q n+1 SD=0Qn+1=0 →>称为"1"态 在“1”态中,起决定的信号是S端。因此,SD 端被称为置数端 由以上分析可知,R和Sp都是低电平有效

在“1”态中，起决定的信号是SD端。因此， SD 端被称为置数端。 由以上分析可知，RD和SD都是低电平有效。 1 0 1 1 0

D & D &prQ n&可 RD三&}Q RD=l Q n+1 Q SD=1 →称为“保持”端 n+1 4、RD=0Q+1 SD=0 n+1 →称为“禁止”端 根据与非门的工作特点,它违反了FF的Q 和Q端为互反的定义

根据与非门的工作特点，它违反了FF的Q 和Q端为互反的定义。 1 1 0 0 1 1

&prQ &AlQ 分析一:如tpd1=tpd2时,当Rp=SD由同时为 “0”变为同时“1”时,FF将产生振荡 这是违反FF的稳定状态。 分析二:如tpd1≠tpd2时,无法判断Q和Q所 处的状态

分析一：如tpd1=tpd2时，当RD=SD由同时为 “0”变为同时“1”时，FF将产生振荡， 这是违反FF的稳定状态。 分析二：如tpd1≠tpd2时，无法判断Q和Q所 处的状态

&br Q RD &p可 分析二:如tpd1≠tpd时,无法判断Q和Q所 处的状态。 强调:当RpSD同时由“00”→“1时,将产生 不稳定状态。 解释:这是由于生产中工艺的离散性,tpdl和tpd2 的微小差异是一个无法预知的未知数。所以,触发器 的次态是不确定的,故用来表示。在实际应用中, R=S=0是不允许出现的输入

分析二：如tpd1≠tpd2时，无法判断Q和Q所 处的状态。 强调：当RD､SD同时由“00”→“11”时，将产生 不稳定状态。 解释：这是由于生产中工艺的离散性，tpd1和 tpd2 的微小差异是一个无法预知的未知数。所以 ，触发器 的次态是不确定的，故用∅来表示。在实际应用中， R=S=0是不允许出现的输入