同步触发器的工作原理及应用

1.同步式触发器的触发方式

时钟触发器的各种结构形式中最简单的是同步式触发器。所谓时钟触发器的触发方式是指时钟触发器在CP脉冲的什么时该接收控制输入信号，并且可改变状态。触发器的触发方式可以分电平触发和边沿触发，电平触发可分高电平触发或低电平触发，边沿触发可分上升沿触发或下降沿触发。

图5－13所示为同步式D触发器。在时钟脉冲CP为低电平时，门3、门4被封锁，这时，不管控制输入信号D是0还是1，它们的输出均为高电平，上面两个与非门1和2交叉耦合成基本触发器，在、均为高电平的条件下，不可能改变原先状态。当时钟脉冲CP为高电平时，对门3和门4的封锁解除，它们的输出则由当时的输入数据D来决定，若D＝1，则＝0，＝1，基本触发器状态可变为“1”；若D＝0，则＝1、＝0，基本触发器状态可变为“0”。可见，同步式D触发器属于高电平触发方式。

图5－13　同步式D触发器

综上所述，同步式D触发器在CP高电平期间接收控制信号，并改变状态，这种触发方式称为CP高电平触发方式或简称电平触发。

2.同步式时钟触发器的毛病——空翻

由于同步式时钟触发器的触发方式是CP高电平触发，分析可知：若在CP高电平期间，控制输入端状态改变，触发器的输出状态也会跟着改变。(www.xing528.com)

如果在一个时钟脉冲作用下，触发器的状态发生了两次或两次以上的翻转，这种现象称为“空翻”。

对于触发器来说，“空翻”意味着失控，也就是说触发器的输出不能严格地按时钟节拍动作。下面就以同步式D触发器为例来说明空翻现象。在同步D触发器加输入信号CP、D，并设触发器的初态为“0”，则触发器的输出Q端将有如图5－14所示的波形。从波形可以看出，在一个时钟脉冲内，触发器输出状态变化了四次，这就是触发器的空翻现象，同步式D、JK、T触发器也同样有这种“空翻”现象。

图5－14　“空翻”波形图

特别是T功能触发器，在T＝1（或JK触发器在J＝K＝1）时，在CP为高电平期间，触发器总是做相反状态变化，由于反馈线的作用，触发器一旦由0变成1后，就具备了由1变成0的翻转条件，直到CP由1变成0才停止，因此它们绝不会在一个脉冲期间只改变一次状态，总会在CP＝1期间多次翻转，而使最终状态无法确定。

因此，同步式JK触发器和T触发器是根本不能使用的，而同步式D触发器和RS触发器只有在CP＝1期间时，D输入或RS输入状态不变时才能使用。

人们寻找种种途径解决“空翻”现象，也就是寻求比同步式触发器更完善的结构形式来克服“空翻”毛病。