触发器的工作原理

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触发器种类是非常多的，一般需要和传感器配合工作。常用的触发器有机械类和电子类。触发器一般是设置一个临界点，传感器送来的信号，达到了临界点触发器就工作了。
触发器是由各种基础门电路单元组成，广泛应用于数字电路和计算机中。它具有两个稳定状态的信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元，也是数字逻辑电路中一种重要的单元电路。
触发器具有两个稳定状态，即0和1，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。 触发器有集成触发器和门电路组成的触发器二种。触发方式有电平触发和边沿触发二种。 触发器应用很广，可用做数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生器等例如RS触发器；它是将两个与非门或者或非门的G1 G2的输入、输出端相互交叉连接而成。它用逻辑图和逻辑符号表示，有效高电平、低电平。

触发器按逻辑功能分类它主要有以下四种：
①RS触发器：即在时钟脉冲作用下，根据输入信号R，S取值不同，凡具有置0，置1和保持功能的电路，都称为RS型时钟触发器，简称为RS触发器。
②JK触发器：即在时钟脉冲作用下，根据输入信号J，K取值的不同，凡具有保持，置0，置1，翻转功能的电路，都称为JK型时钟触发器，简称为JK触发器。
③D触发器：即在时钟脉冲作用下，凡具有置0，置1功能的电路，都叫做D型时钟触发器，简称为D触发器。
④T触发器：即在时钟脉冲作用下，根据输入信号T取值的不同，凡具有保持和翻转功能的电路，即当T=0时能保持状态不变，T=1时一定翻转的电路，都称为T型时钟触发器，简称为T触发器。
下面就时基555集成块构成的单稳态触发器来述一下其简单工作原理。 所谓单稳态触发器它只有一个稳定状态，一个暂稳态。它在电路外加脉冲信号的作用下，可以从一个稳态转换到另一个暂稳态状态。在电路中由RC延时充放电的作用，该暂稳态保持一段时间后又回到原来的初始状态，暂稳态维持时间由RC的阻值和电容量来决定。

电路组成如上图所示，图中R、C为单稳态触发器的定时元件，它们的连接点Vc与定时器的阈值输入端（6脚）及输出端Vo'（7脚）相连。单稳态触发器输出脉冲宽度tpo=1.1RC。 Ri Ci构成输入回路的微分环节，用以使输入信号Vi的负脉冲宽度tpi限制在允许的范围内，一般tpi>5RiCi，通过微分环节，可使Vi'的尖脉冲宽度小于单稳态触发器的输出脉冲宽度tpo。若是输入信号的负脉冲宽度tpi本来就小于tpo，则微分环节可忽略。定时器的复位输入端（4脚）接高电平，控制输入端Vm通过0.01uF接地，定时器输出端Vo（3脚）作为单稳态触发器的单稳信号输出端。 工作原理；当输入Vi为高电平时，Ci相当于断开。输入Vi'由于Ri的存在而为高电平Vcc。这时，①若定时器原始状态为0，则集成块（7）输出导通接地，使电容C快速放电、Vc=0，即输入6脚的信号低于2/3电源电压Vcc，此时定时器维持0不变。 ②若定时器原始状态为1，则集成块（7）输出对地为断开状态，这时Vcc经R向C充电，使Vc电位升高，待Vc值高于2/3电源电压Vcc时，定时器翻转到0状态。 综合上述可知，单稳态触发器正常工作时，输入端未加负脉冲，Ⅴi维持高电平，则输出的Vo一定为低电平。 单稳态触发器的工作过程分为下面三个阶段来分析，图为其工作波形图：

1、触发翻转阶段： 输入负脉冲Vi到来时，下降沿经RiCi微分环节在Vi'端产生下跳负向尖脉冲，其值低于负向阀值（1/3Vcc）。由于稳态时Vc低于正向阀值（2/3Vcc），固定时器翻转为1，输出Vo为高电平，集电极输出对地断开，此时单稳态触发器进入暂稳状态。
2、暂态维持阶段： 由于集电极开路输出端（7）对地断开，Vcc通过R向C充电，Vc按指数规律上升并趋向于Vcc。从暂稳态开始到Vc值到达正向阀值（2/3Vcc）之前的这段时间就是暂态维持时间tpo 。
3、返回恢复阶段： 当C充电使Vc值高于正向阀值(2/3Vcc）时，由于Vi'端负向尖脉冲已消失 ，Vi'值高于负向阀值（1/3Vcc），定时器翻转为0，输出低电平，集电极输出端（7脚）对地导通，暂态阶段结束。C通过7脚放电，使Vc值低于正向阀值（2/3Vcc），使单稳态触发器恢复稳态。
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王栋春

数字电路当中的基础知识