一、实验目的

1. 认识D触发器和JK触发器的基本功能；

2. 熟悉触发器的输入、输出信号及时钟的波形关系。

二、实验器材

1. Ground

2. 脉冲电压源

3. 上升沿触发D触发器

4. 上升沿触发JK触发器

5. 四通道示波器

三、实验原理

触发器是指能够存储1位二值信号的基本单元电路。其能够具有两个稳定状态，就说电路存在记忆功能，两个稳定状态分别定义为置位（set）和复位（reset），在置位状态时，触发器记忆二进制数1，在复位状态时，触发器记忆二进制数0。

按电路结构形式，触发方式分为电平触发、脉冲触发和边沿触发三种。根据触发逻辑功能的不同分为SR触发器、JK触发器、T触发器、D触发器等几种类型。

电平触发器在CP=1时有效，当CP=1的时间过长时，可能有不稳定情况出现，为克服这种错误现象，就设计了边沿处触发器。边沿触发器（Edge-triggered FF）是一种脉冲型触发器，因为其输入和输出的变化只在控制信号CP脉冲的边沿发生，即CP的上升沿或下降沿，所以有上升沿触发的边沿触发器和下降沿触发的边沿触发器两种。因为边沿触发器的状态只可能在CP的跳变沿才会发生改变，所以触发器的稳定性大大提高。

1. 边沿D触发器

上升沿触发的D触发器（Positive-edge-triggered DFF），又称为维持阻塞触发器，因为在电路上有称为维持线和阻塞线的连线，他们保证信号在边沿的作用，如图1所示，其工作原理如下。

图1  边沿D触发器及其符号

当CP=0时，G3、G4输出为1，G1、G2输出保持不变。G5输出为D，G6输出D'。

设D=0，CP从0到1时，G3输出从1到0，反馈线封锁了输入，维持输出为0，而G4输出不变，则Q=0，Q'=1。如果CP为1后，D发生变化，由于有置1阻塞线，也不会改变输出了，置0维持线保证输出为0。

设D=1，CP从0到1时，G3输出为1不变，而G4输出从1到0⁺，反馈线封锁G3和G6，维持G4为0，则Q=1，Q'=0。如果CP为1后，D发生变化，由于有置0阻塞线，也不会改变输出了，置1维持线保证输出为1。

上升沿D触发器的特性方程为：

Q^*=[D]·CP↑

功能表如表1所示。

表1  上升沿D触发器功能表

2. 边沿JK触发器

JK触发器也是从RS触发器改进而得到的，如图2所示。上升沿触发的JK触发器（Positive -edge-triggered JK FF），又称为利用传输迟延的边沿触发器，它是利用门电路的传输时间的不同来实现边沿触发的，虽然工作原理不同，但是实际的交过是一样的，都在时钟的边沿输入、输出。

图2  JK触发器及其符号

上升沿JK触发器特性方程为：

Q^*=[JQ'+K'Q]·CP↑

功能表如表2所示。

表2  JK触发器特性表