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JK觸發器
 

JK觸發器是數字電路觸發器中的一種基本電路單元。JK觸發器具有置0、置1、保持和翻轉功能,在各類集成觸發器中,JK觸發器的功能最為齊全。在實際應用中,它不僅有很強的通用性,而且能靈活地轉換其他類型的觸發器。由JK觸發器可以構成D觸發器T觸發器

中文名稱:JK觸發器

外文名稱:JK flip-flop

別稱:主從JK觸發器

功能 : 置0、置1、保持和翻轉

基礎:主從RS觸發器

特點:不用考慮一次變化現象

邏輯功能

JK觸發器和觸發器中最基本的RS觸發器結構相似,其區別在於,RS觸發器不允許R與S同時為1,而JK觸發器允許J與K同時為1。當J與K同時變為1的同時,輸出的值狀態會反轉。也就是說,原來是0的話,變成1;原來是1的話,變成0。

1、 J = 1, K =1

設時鐘脈衝到來之前(CP= 0)觸發器的初始狀態為0。這時主觸發器的S=J廈=1, R=KQ=0,當時鐘脈衝來到後(CP=1),即翻轉為1態。當CP從1下跳到0時,非門輸出為1,由於這時從觸發器的S=1, R=0,它也翻轉為1態。主從觸發器狀態一致。反之,設觸發器的初始狀態為1,可以同樣分析,主從觸發器都翻轉為0態。

可見JK觸發器在了=K=1的情況下,來一個時鐘脈衝,就使它翻轉一次,即Q.=g.這表明,在這種情況下,觸發器具有記數功能。

2、 J = 0, K= 0

設觸發器的初始狀態為0.當CP=1時,由於主觸發器的S= 0,R%=0.它的狀態保持不變。當CP下跳時,由於從觸發器的S= 0, R=1,也保持原態不變。如果初始狀態為1,亦如此。

3、 J = 1, K = 0

設觸發器的初始狀態為0。當CP=1時,由於主觸發器的S=1,R=0,它翻轉為1態。當CP下跳時,由於從觸發器的S=1,R=0,也翻轉為1態。如果初始狀態為1,當CP= 1時由於主觸發器的S=D0,R=0,它保持原態不變;當CP下跳時,由於從觸發器的S=1,R=0,也保持原態不變。

4、J = 0, K= 1

不論觸發器原來處於什麼狀態,下一個狀態一定是0態。主從型觸發器具有在CP從1下跳到0時翻轉的特點,也就是具有在時鐘脈衝下降沿觸發的特點。下降沿觸發的邏輯符號是在CP輸入端靠近方框處用一小圓圈表示 。[1]

工作原理

CP為0時,觸發器處於一個穩態;CP由0變1時,觸發器不翻轉,做好接收輸入信號的準備;CP由1變0時觸發器翻轉;JK觸發器在CP下降沿前接受信息,在下降沿觸發翻轉,在下降沿後觸發器被封鎖。

1.CP=0時,觸發器處於一個穩態。CP為0時,G3、G4被封鎖,不論J、K為何種狀態,Q3、Q4均為1,另一方面,G12、G22也被CP封鎖,因而由與或非門組成的觸發器處於一個穩定狀態,使輸出Q、Q狀態不變。

2.CP由0變1時,觸發器不翻轉,為接收輸入信號作準備。

設觸發器原狀態為Q=0,Q=1。當CP由0變1時,有兩個信號通道影響觸發器的輸出狀態,一個是G12和G22打開,直接影響觸發器的輸出,另一個是G4和G3打開,再經G13和G23影響觸發器的狀態。前一個通道只經一級與門,而後一個通道則要經一級與非門和一級與門,顯然CP的跳變經前者影響輸出比經後者要快得多。在CP由0變1時,G22的輸出首先由0變1,這時無論G23為何種狀態(即無論J、K為何狀態),都使Q仍為0。由於Q同時連接G12和G13的輸入端,因此它們的輸出均為0,使G11的輸出Q=1,觸發器的狀態不變。CP由0變1後,打開G3和G4,為接收輸入信號J、K作好準備。

3.CP 由1變0時觸發器翻轉

設輸入信號J=1、K=0,則Q3=0、Q4=1,G13和G23的輸出均為0。當CP 下降沿到來時,G22的輸出由1變0,則有Q=1,使G13輸出為1,Q=0,觸發器翻轉。雖然CP變0後,G3、G4、G12和G22封鎖,Q3=Q4=1,但由於與非門的延遲時間比與門長(在製造工藝上予以保證),因此Q3和Q4這一新狀態的穩定是在觸發器翻轉之後。由此可知,該觸發器在CP下降沿觸發翻轉,CP一旦到0電平,則將觸發器封鎖,處於(1)所分析的情況。

總之,該觸發器在CP下降沿前接受信息,在下降沿觸發翻轉,在下降沿後觸發器被封鎖。

功能描述: 邊沿型JK觸發器的狀態轉移真值表、特徵方程、狀態轉移圖及激勵表與主從JK觸發器完全一致,只不過在畫工作波形圖時,不用考慮一次變化現象。 [2]

電路特點

1.主從JK觸發器具有置位、復位、保持(記憶)和計數功能;

2.主從JK觸發器屬於脈衝觸發方式,觸發翻轉只在時鐘脈衝的負跳變沿發生;

3.不存在約束條件,但存在一次變化現象。

4.產生一次變化的原因是因為在CP=1期間,主觸發器一直在接收數據,但主觸發器在某些條件下(Q=0,CP=1期間J端出現正跳沿干擾或Q=1,CP=1期間K端出現正跳沿干擾),不能完全隨輸入信號的變化而發生相應的變化,以至影響從觸發器 狀態與輸入信號的不對應。

相關視頻

1、C24、JK觸發器

2、觸發器的應用

參考來源

  1. JK觸發器的邏輯功能,電工學習網,2015-04-14
  2. K觸發器工作原理詳細介紹,電子發燒友網,2010年03月08日