探讨《数字逻辑》课程中触发器的教学方法

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1、探讨《数字逻辑》课程中触发器的教学方法摘要本文介绍了数字电路中各种触发器的电路结构特点。以基本RS触发器主线，将电路结构逐步进行优化，功能逐渐完善，依次介绍各种触发器及他们之间的相互关系。　　关键词触发器真值表状态方程时序图　　：G642：A　　　　　　0引言　　触发器是数字电子器件，它具有在激励输入变化后存储二进制信息的能力，因此，在二进制数据存储的许多应用中，触发器是基本存储单元。①如果按照触发器的电路结构可分为基本RS触发器和时钟触发器。时钟触发器中，按照触发方式又可分为电平触发和边沿触发两种。电平触发的触发器中，又有同步触发器和主从触发器。若按照触发器的逻辑功能分有RS触发

2、器、JK触发器、D触发器、T触发器、T’触发器。由于触发器种类繁多，教学过程中一定要掌握方法和技巧，方能得心应手。笔者从多年的教学过程中总结出各种触发器之间的关系如图1所示：　　　　图1触发器之间的关系图　　1基本RS触发器　　先从最基本RS触发器的结构出发来分析它的功能。结构可以总结出四个两：两个与非门，两个输入信号，两个输出端，两根反馈线。从结构中可以分析出它的功能最后用三句话来进行总结：00不定，相异从R,11不变。以后在分析的过程中，只要牢记这三句话，一切问题都迎刃而解。　　基本RS触发器具有复位（Q=0）、置位（Q=1）、保持原状态三种功能，R为复位输入端，S为置位输入端

3、。触发器的工作状态直接受R、S端的两个输入信号的控制，且只要有一个输入端有效，触发器就立即翻转为新的状态。而在实际电路中，通常包括很多触发器且希望触发器按一定的节拍翻转。这样就要在基本RS触发器的基础上，电路要进行改进，为此，给触发器加一个时钟控制信号CP和两个受控与非门，只有在CP端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器，又称同步触发器（或钟控触发器），因为触发器的状态的改变与时钟脉冲同步。②　　2同步触发器　　2.1同步RS触发器　　同步RS触发器在基本RS触发器的基础上加一个时钟控制信号CP和两个受控与非门，同步RS触发器虽然解决了直接

4、由输入信号控制输出信号的现象，并且按同一CP节拍进行变化，但是仍然存在约束项的问题，要去掉同步RS触发器约束项，需要在同步RS触发器的基础上再加两根反馈线，而构成同步JK触发器。　　2.2同步JK触发器　　同步JK触发器在同步RS触发器的基础上外加两根引线从逻辑功能表中，可以用三句话来进行总结：00不动，相异从J,11翻转。　　2.3其它同步触发器　　同步D触发器是同步JK触发器的特殊情况，即在J=K=D、同步T触发器是同步JK触发器在J=K=T时的特殊情况、同步T’触发器是同步JK触发器在J=K=1时的特殊情况。　　同步触发器虽然使电路进行了优化但是又带来新的问题：空翻现象。在一

5、个时钟脉冲周期中，触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。空翻是一种有害的现象，它使得时序电路不能按时钟节拍工作，造成系统的误动作。要解决空翻现象，需要在同步RS触发器的基础上，再加一级触发器从而构成主从触发器。主从RS触发器由两级构成，其中一级直接接收输入信号，称为主触发器，另一级接收主触发器的输出信号，称为从触发器。两级触发器的时钟信号互补，从而有效地克服了空翻。③　　造成空翻现象的原因是同步触发器结构的不完善，要克服空翻现象，还需要从结构上采取措施，需要对电路进行优化。主从触发器从此诞生。　　3主从触发器　　3.1主从RS触发器　　主从RS触发器是在同步RS触发器的基础上，再加一级

6、触发器和一个非门。主从RS触发器逻辑功能和同步RS触发器完全一样，所以存在约束项。解决问题的方法，在主从RS触发器的基础上加两根反馈线，引发出主从JK触发器。　　3.2主从JK触发器　　主从JK触发器是在主从RS触发器的基础上再加两根反馈线。由以上电路分析可知：主从JK触发器的逻辑功能和同步的JK触发器的逻辑功能一样即00不动（保持），相异从J,11翻转。主从JK触发器存在的问题：一次变化现象，要解决一次变化问题，仍应从电路结构上入手，让触发器只接收CP触发沿到来前一瞬间的输入信号。这种触发器称为边沿触发器。　　4边沿触发器　　边沿触发器不仅将触发器的触发翻转控制在CP触发沿到来的

7、一瞬间，而且将接收输入信号的时间也控制在CP触发沿到来的前一瞬间。因此，边沿触发器既没有空翻现象，也没有一次变化问题，从而大大提高了触发器工作的可靠性和抗干扰能力。维持—阻塞边沿D触发器只有一个触发输入端D，因此，逻辑关系非常简单。这种边沿D触发器的特性方程，状态转换图及驱动表和同步D触发器一样。维持—阻塞边沿D触发器的结构，在同步RS触发器的基础上，再加两个门，将输入信号D变成互补的两个信号分别送给R、S端，即R=D，S=D，就构成了同步D触发器。为了克服空翻，并具