触发器的逻辑功能是指触发器的次态和初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特性表、特性方程和状态图来描述。根据逻辑功能的不同特点,把触发器分为RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和T′触发器。需要注意的是,逻辑功能和电路结构是两个不同的概念。某一逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构来实现,如同步RS触发器和主从RS触发器;同时,以某一种电路结构为基础,也可以构成不同逻辑功能的触发器。
1.D触发器
以输入信号和触发器的现态为变量,以次态为函数,描述它们之间逻辑关系的真值表称为触发器的特性表。D触发器的特性表如表10.5.1所示。
表10.5.1 D触发器特性表
触发器的逻辑功能也可以用特性方程来描述。根据表10.5.1可以列出D触发器的特性方程:
触发器的逻辑功能还可以用状态图来描述。根据表10.5.1可以导出D触发器的状态图如图10.5.1所示。图中,圆圈内为触发器的状态Q,分别表示为0和1的两个圆圈代表了触发器的两个状态;4根带箭头的方向线表示状态转换的方向,分别对应特性表中的4行,方向线的起点为触发器的现态Qn,箭头指向相应的次态Qn+1;方向线的旁边标出状态转换的条件,即输入信号D的逻辑值。
图10.5.1 D触发器的状态图
2.JK触发器
表10.5.2是JK触发器的特性表。
表10.5.2 JK触发器的特性表
从表10.5.2可以导出JK触发器的特性方程:
从表10.5.2可以导出JK触发器的状态图如图10.5.2所示。
图10.5.2 JK触发器的状态图
3.RS触发器
RS触发器的特性表如表10.5.3所示。从表中可以看出S=R=1时,触发器的次态是不能确定的,如果出现这种情况,触发器将失去控制。因此,RS触发器的使用必须遵循RS=0的约束条件。从特性表可导出RS触发器的特性方程:
表10.5.3 RS触发器的特性表
续表
从特性表可以导出状态图,如图10.5.3所示。
图10.5.3 RS触发器的状态图
4.T触发器
在CP脉冲的作用下,当输入T=0时,触发器的功能为保持状态;当输入T=1时,触发器的功能为翻转状态。具备这种逻辑功能的触发器称为T触发器。
根据T触发器逻辑功能的定义,可列出T触发器的特性表,如表10.5.4所示。
表10.5.4 T触发器特性表(www.xing528.com)
从表10.5.4可以导出T触发器的特性方程:
从表10.5.4可以导出T触发器的状态图如10.5.4所示。
图10.5.4 T触发器的状态图
对于T触发器来说,当T=0时,触发器保持原状态不变;当T=1时,触发器将随CP的到来而翻转,具有计数功能。因此可称为可控翻转触发器。对比T触发器和JK触发器的状态方程可知,当JK触发器取J=K=T,就可实现T触发器功能。
5.T′触发器
当T触发器的T=1时,T触发器的特性方程将变为
也就是说,每来一个CP脉冲,触发器状态都将翻转一次,构成计数工作状态,这就是T′触发器,也称为翻转触发器。
值得注意的是,在集成触发器产品中不存在T触发器和T′触发器,而是由其他类型的触发器连接成具有翻转功能的触发器,但其逻辑符号可单独存在,以突出其特点。
6.触发器逻辑功能的转换
触发器按逻辑功能不同可分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T′触发器,它们分别有各自的状态方程。在实际应用中,有时可以将一种类型的触发器转换为另一种类型的触发器。图10.5.5所示为触发器转换的示意图。其中,已有触发器为已有的包含某种结构和功能的触发器,虚线框表示为转换后的触发器。由图10.5.5可以看出,转换的核心是求转换电路。该转换电路的输入是新功能触发器的驱动输入,其输出是已知触发器的驱动输入。
图10.5.5 触发器转换图
下面介绍几种触发器的转换方法。
(1)D触发器转换成JK触发器。
由D触发器和JK触发器的特性方程,可得到,转换后JK触发器的电路图,如图10.5.6所示。
图10.5.6 用D触发器转换成JK触发器
(2)D触发器转换成T触发器。
由D触发器和T触发器的特性方程,可得到,转换后T触发器的电路图,如图10.5.7。
图10.5.7 D触发器转换为T触发器
(3)JK触发器转换成T触发器。
因为JK触发器的特性方程为,而T触发器的特性方程为,比较两个等式可知需令J=T、K=T,则其转换电路如图10.5.8所示。如令T=1就得到T′触发器。
图10.5.8 JK触发器转换为T触发器电路图
(4)JK触发器转换成RS触发器。
因为JK触发器的特性方程为,而RS触发器的特性方程为,变换RS触发器的特性方程后比较两个等式可知需令S=J、R=K。则可以得到JK触发器转换为RS触发器的电路图,如图10.5.9所示。
图10.5.9 JK触发器转换为RS触发器电路图
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