前面講過的各種電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器都是以rs觸發(fā)器為例介紹的??梢园l(fā)現(xiàn),不論哪種結(jié)構(gòu)的rs觸發(fā)器,在使用時都要遵循rs=0的約束條件,這樣就為工作帶來了極大的不便,同時也降低了時序邏輯電路的抗干擾能力。因此,人們在rs觸發(fā)器的基礎(chǔ)上研究出了另一種類型的觸發(fā)器——jk觸發(fā)器。jk觸發(fā)器完全取消了使用時的約束條件,不論輸入端j和k的狀態(tài)如何,都能唯一確定觸發(fā)器的次態(tài)。下面以主從結(jié)構(gòu)的jk觸發(fā)器(簡稱主從jk觸發(fā)器)為例,詳細(xì)介紹jk觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖1(a)所示為主從jk觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)。從電路圖中可以看到,主從jk觸發(fā)器是在主從rs觸發(fā)器的基礎(chǔ)上,將輸出q和分別反饋到輸入與非門g7和g8的輸入上得到的。為了表示該電路與主從rs觸發(fā)器邏輯功能的區(qū)別,將r和s分別用j和k代替。
1(a) 電路結(jié)構(gòu)
1(b) 邏輯符號
下面分析主從jk觸發(fā)器的邏輯功能。為了分析的方便,把圖1(a)所示的主從jk觸發(fā)器的電路圖變換成主從rs觸發(fā)器的形式,如圖2所示。
圖2 等效成主從rs觸發(fā)器的主從jk觸發(fā)器
與主從rs觸發(fā)器相同,當(dāng)cp=0時,主從jk觸發(fā)器保持原態(tài);當(dāng)cp=1期間,主從jk觸發(fā)器仍然保持原態(tài);只有當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿(從1跳轉(zhuǎn)為0)來臨時,主從jk觸發(fā)器的狀態(tài)(q)才變?yōu)榕c主觸發(fā)器的狀態(tài)()一致,如圖2所示。下面分析主從jk觸發(fā)器輸入端j、k與輸出端(q)之間的對應(yīng)關(guān)系。
(1)j=k=0
若cp=1,qn=0時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)不變。
若cp=1,qn=1時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)不變。
故j=k=0時,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,主從jk觸發(fā)器狀態(tài)不變。
(2)j=0,k=1
若cp=1,qn=0時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)不變,即qn+1=0。
若cp=1,qn=1時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)變?yōu)?態(tài),即qn+1=0。
故j=0,k=1時,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,主從jk觸發(fā)器狀態(tài)變?yōu)?態(tài),即qn+1=0。
(3)j=1,k=0
若cp=1,qn=0時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)變?yōu)?態(tài),即qn+1=1。
若cp=1,qn=1時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)不變,即qn+1=1。
故j=1,k=0時,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,主從jk觸發(fā)器狀態(tài)變?yōu)?態(tài),即qn+1=1。
(4)j=k=1
若cp=1,qn=0時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)變?yōu)?態(tài),即qn+1=1。
若cp=1,qn=1時,則,,根據(jù)主從rs觸發(fā)器的特性表1可知,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,觸發(fā)器狀態(tài)變?yōu)?態(tài),即qn+1=0。
故j=k=1時,當(dāng)時鐘脈沖cp的下降沿來臨時,主從jk觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。原態(tài)為0,翻轉(zhuǎn)后即為1;原態(tài)為1,翻轉(zhuǎn)后即為0。
主從jk觸發(fā)器特性表如表2所示。其邏輯圖形符號如圖2所示。
圖2 主從jk觸發(fā)器的邏輯符號
主從jk觸發(fā)器的動作特點符合主從型觸發(fā)器的動作特點。但從表2中可以看出,jk觸發(fā)器解決了對觸發(fā)器輸入狀態(tài)的限制,不論jk觸發(fā)器的輸入端是何種狀態(tài),觸發(fā)器觸發(fā)之后都有相應(yīng)穩(wěn)定的狀態(tài)與之對應(yīng)。但它仍然存在主從型觸發(fā)器的缺點,即cp下降沿來臨時從觸發(fā)器的狀態(tài)不一定能按此刻輸入信號的狀態(tài)來確定,而必須考慮整個cp=1期間里輸入信號的變化情況,才能確定觸發(fā)器的次態(tài)。邊沿觸發(fā)器很好地解決了這個問題。
表2 主從jk觸發(fā)器的特性表
cp
j
k
qn
qn+1
×
×
×
×
qn
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