觸發(fā)器的工作原理?

答：觸發(fā)器是由各種基礎(chǔ)門電路單元組成，廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路和計算機(jī)中。它具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的信息存儲器件，是構(gòu)成多種時序電路的最基本邏輯單元，也是數(shù)字邏輯電路中一種重要的單元電路。

觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即0和1，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。 觸發(fā)器有集成觸發(fā)器和門電路組成的觸發(fā)器二種。觸發(fā)方式有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)二種。 觸發(fā)器應(yīng)用很廣，可用做數(shù)字信號的寄存，移位寄存，分頻和波形發(fā)生器等例如RS觸發(fā)器；它是將兩個與非門或者或非門的G1 G2的輸入、輸出端相互交叉連接而成。它用邏輯圖和邏輯符號表示，有效高電平、低電平。

觸發(fā)器按邏輯功能分類它主要有以下四種：

①RS觸發(fā)器：即在時鐘脈沖作用下，根據(jù)輸入信號R，S取值不同，凡具有置0，置1和保持功能的電路，都稱為RS型時鐘觸發(fā)器，簡稱為RS觸發(fā)器。

②JK觸發(fā)器：即在時鐘脈沖作用下，根據(jù)輸入信號J，K取值的不同，凡具有保持，置0，置1，翻轉(zhuǎn)功能的電路，都稱為JK型時鐘觸發(fā)器，簡稱為JK觸發(fā)器。

③D觸發(fā)器：即在時鐘脈沖作用下，凡具有置0，置1功能的電路，都叫做D型時鐘觸發(fā)器，簡稱為D觸發(fā)器。

④T觸發(fā)器：即在時鐘脈沖作用下，根據(jù)輸入信號T取值的不同，凡具有保持和翻轉(zhuǎn)功能的電路，即當(dāng)T=0時能保持狀態(tài)不變，T=1時一定翻轉(zhuǎn)的電路，都稱為T型時鐘觸發(fā)器，簡稱為T觸發(fā)器。

下面就時基555集成塊構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來述一下其簡單工作原理。 所謂單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器它只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，一個暫穩(wěn)態(tài)。它在電路外加脈沖信號的作用下，可以從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在電路中由RC延時充放電的作用，該暫穩(wěn)態(tài)保持一段時間后又回到原來的初始狀態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)維持時間由RC的阻值和電容量來決定。

電路組成如上圖所示，圖中R、C為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時元件，它們的連接點(diǎn)Vc與定時器的閾值輸入端（6腳）及輸出端Vo'（7腳）相連。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度tpo=1.1RC。 Ri Ci構(gòu)成輸入回路的微分環(huán)節(jié)，用以使輸入信號Vi的負(fù)脈沖寬度tpi限制在允許的范圍內(nèi)，一般tpi>5RiCi，通過微分環(huán)節(jié)，可使Vi'的尖脈沖寬度小于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度tpo。若是輸入信號的負(fù)脈沖寬度tpi本來就小于tpo，則微分環(huán)節(jié)可忽略。定時器的復(fù)位輸入端（4腳）接高電平，控制輸入端Vm通過0.01uF接地，定時器輸出端Vo（3腳）作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)信號輸出端。 工作原理；當(dāng)輸入Vi為高電平時，Ci相當(dāng)于斷開。輸入Vi'由于Ri的存在而為高電平Vcc。這時，①若定時器原始狀態(tài)為0，則集成塊（7）輸出導(dǎo)通接地，使電容C快速放電、Vc=0，即輸入6腳的信號低于2/3電源電壓Vcc，此時定時器維持0不變。 ②若定時器原始狀態(tài)為1，則集成塊（7）輸出對地為斷開狀態(tài)，這時Vcc經(jīng)R向C充電，使Vc電位升高，待Vc值高于2/3電源電壓Vcc時，定時器翻轉(zhuǎn)到0狀態(tài)。 綜合上述可知，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器正常工作時，輸入端未加負(fù)脈沖，Ⅴi維持高電平，則輸出的Vo一定為低電平。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過程分為下面三個階段來分析，圖為其工作波形圖：

1、觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段： 輸入負(fù)脈沖Vi到來時，下降沿經(jīng)RiCi微分環(huán)節(jié)在Vi'端產(chǎn)生下跳負(fù)向尖脈沖，其值低于負(fù)向閥值（1/3Vcc）。由于穩(wěn)態(tài)時Vc低于正向閥值（2/3Vcc），固定時器翻轉(zhuǎn)為1，輸出Vo為高電平，集電極輸出對地斷開，此時單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。

2、暫態(tài)維持階段： 由于集電極開路輸出端（7）對地斷開，Vcc通過R向C充電，Vc按指數(shù)規(guī)律上升并趨向于Vcc。從暫穩(wěn)態(tài)開始到Vc值到達(dá)正向閥值（2/3Vcc）之前的這段時間就是暫態(tài)維持時間tpo 。

3、返回恢復(fù)階段： 當(dāng)C充電使Vc值高于正向閥值(2/3Vcc）時，由于Vi'端負(fù)向尖脈沖已消失 ，Vi'值高于負(fù)向閥值（1/3Vcc），定時器翻轉(zhuǎn)為0，輸出低電平，集電極輸出端（7腳）對地導(dǎo)通，暫態(tài)階段結(jié)束。C通過7腳放電，使Vc值低于正向閥值（2/3Vcc），使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。

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知足常樂2018.1.31