觸發(fā)器是一種數(shù)字電路元件，常用于時序電路中，并被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)內(nèi)存、寄存器等數(shù)字電路中。觸發(fā)器具有記憶功能，能夠記錄電路輸入的電平或脈沖，并在滿足特定條件時改變輸出狀態(tài)。下面將詳細(xì)介紹觸發(fā)器的工作原理及種類。
1.觸發(fā)器的基本原理
觸發(fā)器的核心原理是雙穩(wěn)態(tài)性。當(dāng)輸入信號的電平滿足特定的條件時（稱為觸發(fā)條件），觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會切換到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，并保持該狀態(tài)直到下一個觸發(fā)條件出現(xiàn)。
在實(shí)際電路中，觸發(fā)器通常由至少兩個反饋回路組成。當(dāng)輸入信號改變時，反饋回路中的電位差將改變輸出狀態(tài)。觸發(fā)器中的電路元件如邏輯門和放大器等，可以將輸入信號類型轉(zhuǎn)換成其他類型、放大或縮小。常用的觸發(fā)器類型有rs觸發(fā)器、d觸發(fā)器、jk觸發(fā)器和t觸發(fā)器。
2.觸發(fā)器的種類
2.1 rs觸發(fā)器
rs觸發(fā)器由兩個交叉耦合的nor（或nand）門構(gòu)成，是最簡單的觸發(fā)器類型之一。輸入為s和r的兩個電平，分別控制觸發(fā)器工作在set和reset的狀態(tài)下。當(dāng)s和r信號同時為1時，rs觸發(fā)器將處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
2.2 d觸發(fā)器
d觸發(fā)器也稱為數(shù)據(jù)觸發(fā)器，通常由rs觸發(fā)器修改而成。其輸入端只有一個輸入信號d和一個時鐘信號clk。d觸發(fā)器在每個時鐘上升沿時讀取d輸入信號，將其存儲在內(nèi)部存儲器單元中，然后將存儲在單元中的數(shù)據(jù)輸出到輸出端。d觸發(fā)器的特點(diǎn)是具有常閉特性，輸出只在時鐘上升沿時才會改變。
2.3 jk觸發(fā)器
jk觸發(fā)器是rs觸發(fā)器的衍生型，通過rs觸發(fā)器中的異步輸入信號s和r來合成一個j-k輸入信號。j和k均為異步輸入，可以將rs觸發(fā)器中的輸出不穩(wěn)定狀態(tài)問題消除。當(dāng)j和k階段性地掃過01、11、10、00四種狀態(tài)時，jk觸發(fā)器產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出狀態(tài)。
2.4 t觸發(fā)器
t觸發(fā)器中的輸入信號僅為一個連續(xù)的脈沖，其名稱來源于德語“ト哇”，意思是跳動。t觸發(fā)器控制器的輸出電路在觸發(fā)條件下切換開關(guān)，并保持切換后的狀態(tài)不變。當(dāng)t輸入為高電平時，觸發(fā)器中存儲的數(shù)據(jù)在下一個時鐘周期上升沿時翻轉(zhuǎn)；當(dāng)t輸入為低電平時，觸發(fā)器保持不變。
3.觸發(fā)器的應(yīng)用
觸發(fā)器常用于數(shù)字電路中，用于控制電路的穩(wěn)定輸出，并且也可用于時序電路控制、計數(shù)器以及內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)，以及數(shù)據(jù)寄存器、矩陣寄存器等數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)。
觸發(fā)器在計算機(jī)處理器等復(fù)雜數(shù)字電路中的作用非常重要，可以存儲和操縱大量的數(shù)據(jù)。例如，微處理器和cpu中的各種寄存器和時序電路都依賴于觸發(fā)器的運(yùn)行。除此之外，觸發(fā)器還可以在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)頻率分頻、序列控制、定時器和計數(shù)器的實(shí)現(xiàn)等應(yīng)用。