能夠存儲1位二值信號的基本單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器（Filp-Flop）

觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本邏輯部件。它有兩個穩(wěn)定狀態(tài)：“0”和“1”。在不同的輸入情況下，它可以被置0狀態(tài)或1狀態(tài)，當(dāng)輸入信號消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。所以觸發(fā)器可以記憶1位二值的信號。根據(jù)邏輯功能的不同，觸發(fā)器可以分為SR觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T和T‘觸發(fā)器。按照結(jié)構(gòu)形式的不同，又可分基本SR觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器。

其狀態(tài)圖：

a、當(dāng)觸發(fā)器處在0狀態(tài)，即Q = 0，若S’R‘ = 10或11時，觸發(fā)器仍為0狀態(tài)。若S’R‘ = 01，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成為1狀態(tài)。

b、當(dāng)觸發(fā)器處在1狀態(tài)，即Q = 1，若S’R‘ = 01或11時，觸發(fā)器仍為1狀態(tài)。若S’R‘ = 10，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)成為0狀態(tài)。

約束條件是S’R’不能同時為0。

D觸發(fā)器如何轉(zhuǎn)為為SR型，JK型和T型？

將D轉(zhuǎn)換為SR觸發(fā)器

將給定D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為SR型的過程通過獲得表來啟動，該表表示存在于SR觸發(fā)器的真值表中的信息以及由D的激勵表傳達(dá)的信息。拖鞋。這樣的表稱為D-to-SR轉(zhuǎn)換表，如圖1所示。

圖1： D-to-SR轉(zhuǎn)換表。

這里我們注意到轉(zhuǎn)換表的最后兩行在“D Input”列中有X（Do not Cares）。這是因為使用SR觸發(fā)器時，S = R = 1的輸入組合無效（因為輸出將是不可預(yù)測的）。

我們的下一步是根據(jù)所需觸發(fā)器S和R的輸入以及當(dāng)前狀態(tài)Q n獲得給定D觸發(fā)器輸入的邏輯表達(dá)式。但是，在這樣做時，我們需要使用合適的簡化技術(shù)（例如K-map ICfans）盡可能地簡化布爾表達(dá)式。這里詳細(xì)介紹了卡諾的方法。

圖2： D輸入的K-map簡化

從圖2中，對于d輸入的簡化的邏輯表達(dá)式被發(fā)現(xiàn)是S + RQ ?。這意味著，為了使給定的D觸發(fā)器表現(xiàn)得像所需的SR觸發(fā)器，我們需要AND Q n否定用戶定義的輸入R然后將結(jié)果與用戶定義的輸入進(jìn)行或運(yùn)算S.

因此，所需的附加組合電路將是一個NOT門，一個AND門和一個OR門。使用這些組件設(shè)計的最終系統(tǒng)如圖3所示。

圖3： D觸發(fā)器表現(xiàn)為SR觸發(fā)器

完成轉(zhuǎn)換過程后，我們需要繼續(xù)進(jìn)行驗證過程。在這里，我們需要為設(shè)計的系統(tǒng)編寫真值表，并將其條目與SR（所需）觸發(fā)器的真值表中的條目進(jìn)行比較。

圖4： D-to-SR驗證表與SR觸發(fā)器的真值表之間的比較。

該圖顯示D-to-SR驗證表的第一，第二，第三和第八列（以米色陰影顯示）中的所有條目與SR觸發(fā)器的真值表中存在的條目一致。最后兩行看起來有所不同，但它們可以被認(rèn)為是等效的，因為SR觸發(fā)器的輸出可能由于無效輸入組合而為高或低。實際上，我們設(shè)計了一個比SR觸發(fā)器更好的系統(tǒng)，因為當(dāng)兩個輸入都很高時它具有可預(yù)測的輸出行為。

驗證表表明轉(zhuǎn)換過程是成功的：給定的D觸發(fā)器在功能上等效于所需的SR觸發(fā)器。

將D轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器

通過使用D-to-JK轉(zhuǎn)換表，可以將給定的D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器，如圖5所示。該表共同表示JK觸發(fā)器的真值表和D觸發(fā)器的激勵表。

圖5： D-to-JK轉(zhuǎn)換表。

在此之后，我們需要根據(jù)J，K和Q n簡化D輸入的表達(dá)式。我們將再次采用K-map技術(shù)。

圖6：根據(jù)J，K和Q n對D輸入進(jìn)行K-map簡化

圖6顯示，為了將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器，其D輸入需要由雙輸入OR門的輸出驅(qū)動，其輸入為

?相與本-狀態(tài)Q的否定?（即Q ?）

K（K?）的否定與當(dāng)前狀態(tài)Q n相關(guān)

這表明我們需要

一個NOT門 - 否定K.

兩個與門，一個獲得JQ ?和其他獲得KQ ?

一個或門，以獲得由JQ給出的d輸入? + KQ ?

因此，得到的系統(tǒng)如圖7所示。

圖7： 設(shè)計用作JK觸發(fā)器的D觸發(fā)器

最后，讓我們驗證我們設(shè)計的系統(tǒng)是否像我們期望的那樣使用D-to-JK驗證表，如圖8所示。

圖8： D-to-JK驗證表與JK觸發(fā)器的真值表之間的比較。

圖8顯示D-to-JK驗證表的第一，第二，第三和第九列（以米色陰影顯示）具有與JK觸發(fā)器真值表的列中的條目相同的條目。這表明給定的D觸發(fā)器對于每個輸入組合和當(dāng)前狀態(tài)的行為與JK觸發(fā)器完全相同。

因此，我們可以得出結(jié)論，轉(zhuǎn)換過程是成功的。

D轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器

為了將給定的D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T型，我們需要獲得相應(yīng)的轉(zhuǎn)換表，如圖9所示。這里，D觸發(fā)器的激勵表中的信息作為一部分插入T觸發(fā)器的真值表。

圖9： D-to-T轉(zhuǎn)換表。

在獲得的轉(zhuǎn)換表，接下來的步驟是表達(dá)輸入，d，在T和Q的術(shù)語?。

圖10： D的K-map簡化，以T和Q n表示

從圖10中可以看出，為了將給定的D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T型，我們需要通過輸入為T和Q n的XOR門的輸出驅(qū)動其輸入引腳（D）。這將導(dǎo)致新的數(shù)字系統(tǒng)如圖11（a）所示（半導(dǎo)體社區(qū)）。

如果我們必須將自己僅限于NOT，OR和AND門，我們將需要遵循以下步驟：

使用AND門來AND用戶定義的輸入T，以及觸發(fā)器當(dāng)前狀態(tài)Q n的否定。

使用另一個AND門來觸發(fā)觸發(fā)器的當(dāng)前狀態(tài)，并取消T（作為NOT門的輸出獲得）。

或者使用雙輸入“或”門將兩個AND門的輸出連接在一起。

這導(dǎo)致了圖11（b）所示的數(shù)字系統(tǒng)。

圖11：設(shè)計為使用（a）XOR門和（b）僅NOT，OR和AND門的T觸發(fā)器的D觸發(fā)器。

下一步也是最后一步是使用D-to-T驗證表驗證轉(zhuǎn)換過程，如圖12所示。

圖12： D-to-T驗證表與T觸發(fā)器的真值表之間的比較。

從圖中可以看出，D-to-T驗證表的第一，第二和倒數(shù)第二列（以米色為陰影）與T觸發(fā)器的真值表中的列相同。這表明轉(zhuǎn)換過程成功，即給定的D觸發(fā)器的行為與T觸發(fā)器完全相同。

雖然我們已經(jīng)驗證了圖11（a）中設(shè)計的系統(tǒng)，但結(jié)論對于圖11（b）所示的設(shè)計也是有效的，因為