Digital-electronics 简明教程

Digital Electronics - Flip-Flops

触发器是一种顺序数字电子电路,具有两个稳定状态,可用于存储一位二进制数据。触发器是所有存储器设备的基本组成部分。

Types of Flip-Flops

  1. S-R Flip-Flop

  2. J-K Flip-Flop

  3. D Flip-Flop

  4. T Flip-Flop

S-R Flip-Flop

这是最简单的触发器电路。它有一个设置输入 (S) 和一个复位输入 ®。当此电路中的 S 设置为活动时,输出 Q 将为高电平,而 Q' 将为低电平。如果 R 设置为活动,则输出 Q 为低电平,而 Q' 为高电平。一旦建立输出,电路的结果将保持不变,直到 S 或 R 发生变化,或者电源关闭。

sr flip flop

Truth Table of S-R Flip-Flop

S

R

Q

State

0

0

0

No Change

0

1

0

Reset

1

0

1

Set

1

1

X

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

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

J-K Flip-Flop

由于 SR 触发器中 S=R=1 对应的无效状态,因此需要另一种触发器。JK 触发器仅使用正或负时钟转换器工作。JK 触发器的操作类似于 SR 触发器。当输入 J 和 K 不同时,输出 Q 在下一个时钟沿采用 J 的值。

当 J 和 K 都为低电平时,输出将不发生变化。如果 J 和 K 都为高电平时,则在时钟沿,输出将从一个状态切换到另一个状态。

jk flip flop

Truth Table of JK Flip-Flop

J

K

Q

State

0

0

0

No Change

0

1

0

Reset

1

0

1

Set

1

1

Toggles

Toggle

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

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

D Flip-Flop

在 D 触发器中,输出只能在正或负时钟转换时更改,并且当输入在其他时间更改时,输出将保持不受影响。D 触发器通常用于移位寄存器和计数器。D 触发器输出状态的变化取决于时钟的活动转换。输出 (Q) 与输入相同,并且仅在时钟的活动转换时发生变化。

d flip flop

Truth Table of D Flip-Flop

D

Q

0

0

1

1

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

T Flip-Flop

T 触发器(触发器切换)是 JK 触发器的简化版本。T 触发器是通过将 J 和 K 输入连接在一起而获得的。该触发器有一个输入端和时钟输入。这些触发器被称为 T 触发器,因为它们能够切换输入状态。触发器切换主要用于计数器。

t flip flop

Truth Table of T Flip-Flop

T

Q(t)

Q(t+1)

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

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

Applications of Flip-Flops

  1. Counters

  2. Shift Registers

  3. Storage Registers, etc.