數位電子技術 - 觸發器



觸發器是一種具有兩個穩定狀態的順序數位電子電路,可用於儲存一個二進位制資料位。觸發器是所有儲存器件的基本構建塊。

觸發器型別

  • SR觸發器
  • JK觸發器
  • D觸發器
  • T觸發器

SR觸發器

這是最簡單的觸發器電路。它有一個置位輸入 (S) 和一個復位輸入 (R)。在這個電路中,當 S 被置為有效時,輸出 Q 將為高電平,Q' 將為低電平。如果 R 被置為有效,則輸出 Q 為低電平,Q' 為高電平。一旦輸出建立,電路的結果將保持不變,直到 S 或 R 發生變化或電源關閉。

S-R Flip-Flop

SR觸發器的真值表

S R Q 狀態
0 0 0 無變化
0 1 0 復位
1 0 1 置位
1 1 X

SR觸發器的特性表

S R Q(t) Q(t+1)
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 X
1 1 1 X

SR觸發器的特性方程

$$\mathrm{Q(t \: + \: 1) \: = \: S \: + \: R' \: Q(t)}$$

JK觸發器

由於 SR 觸發器中對應於 S=R=1 的無效狀態,因此需要另一種觸發器。JK 觸發器僅在正或負時鐘躍遷時工作。JK 觸發器的操作類似於 SR 觸發器。當輸入 J 和 K 不同時,輸出 Q 在下一個時鐘沿取 J 的值。

當 J 和 K 都為低電平時,輸出不會發生變化。如果 J 和 K 都為高電平,則在時鐘沿,輸出將從一個狀態切換到另一個狀態。

J-K Flip-Flop

JK觸發器的真值表

J K Q 狀態
0 0 0 無變化
0 1 0 復位
1 0 1 置位
1 1 翻轉 翻轉

JK觸發器的特性表

J K Q(t) Q(t+1)
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0

JK觸發器的特性方程

$$\mathrm{Q(t \: + \: 1) \: = \: j \: k \: Q(t)' \: + \: K'Q(t)}$$

D觸發器

在 D 觸發器中,輸出只能在正或負時鐘躍遷時改變,當輸入在其他時間改變時,輸出將保持不變。D 觸發器通常用於移位暫存器和計數器。D 觸發器的輸出狀態變化取決於時鐘的有效躍遷。輸出 (Q) 與輸入相同,並且僅在時鐘的有效躍遷時發生變化。

D Flip-Flop

D觸發器的真值表

D Q
0 0
1 1

D觸發器的特性方程

$$\mathrm{Q(t \: + \: 1) \: = \: D}$$

T觸發器

T 觸發器(觸發觸發器)是 JK 觸發器的簡化版本。透過將 J 和 K 輸入連線在一起可以得到 T 觸發器。觸發器有一個輸入端和一個時鐘輸入。這些觸發器被稱為 T 觸發器,因為它們能夠切換輸入狀態。觸發觸發器主要用於計數器。

T Flip-Flop

T觸發器的真值表

T Q(t) Q(t+1)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

T觸發器的特性方程

$$\mathrm{Q(t \: + \: 1) \: = \: T'Q(t) \: + \: TQ(t)' \: = \: T \: \oplus \: Q(t)}$$

觸發器的應用

  • 計數器
  • 移位暫存器
  • 儲存暫存器等。
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