T触发器的设计

T触发器，英文名为“Toggle Flip – flop”。为了避免SR触发器出现中间状态(也称为禁止状态)，一般只给触发器提供一个输入，这称为触发输入或切换输入(T)。然后，触发器用作切换开关。切换意味着“将下一状态输出更改为当前状态输出的补充”。

其实，可以通过对JK触发器进行简单修改来设计T触发器。T触发器是单输入设备，因此通过将J和K输入连接在一起并给它们一个称为T的单输入，这样就可以将JK触发器转换为T触发器。因此，T触发器有时也称为单输入JK触发器。

T触发器有一个切换输入 (T) 和一个时钟信号输入 (CLK)，其逻辑符号如下图所示：

T触发器电路

一般情况下，可以通过以下任何一种方法构建一个T触发器：

将输出反馈连接到SR触发器中的输入。

将带有T输入和Q先前输出的XOR(异或)连接到D触发器中的数据输入。

将J和K输入连接在一起，并将其连接到JK触发器中的T输入。

1、使用SR触发器构建

可以通过将AND门作为输入连接到NOR门SR锁存器来构造一个T触发器。这些与门的输入之一是从当前状态输出Q及其补码Q'到各个与门的反馈，即，Q到与R 输入相关的与门，补码Q'到与S输入相关的与门。

切换输入 (T) 作为输入共同连接到两个与门，与门也与公共时钟 (CLK) 信号相连。

在T触发器中，提供一个窄触发脉冲序列作为输入 (T)，这将导致触发器输出状态的变化。因此，这些触发器也称为Toggle触发器。由SR锁存器构成的T触发器的电路图如下所示：

2、使用D触发器构建

类似地，可以通过修改D触发器来构造T触发器。在D触发器中，输出Q与T输入异或，并在D输入处给出。由D触发器构成的T触发器电路如下所示：

3、使用JK触发器构建

T触发器的最简单结构是JK触发器，JK触发器的J输入和K输入连接在一起，提供T输入。由JK触发器构成的T触发器的逻辑电路如下图所示：

工作原理

T触发器是一种边沿触发器件，即输入时钟信号从低到高或从高到低的转换将导致触发器的输出状态发生变化，其真值表如下所示。

如上所述，T触发器是一种边沿触发器件。例如，考虑一个由NAND SR锁存器制成的T触发器，如下图所示：

如果输出Q=0，则上NAND(NAND C)门处于禁用状态(没有任何支配输入)，而下NAND(NAND D)门处于启用状态(来自Q的反馈是支配输入)。这意味着，T输入将RS'触发器的输入条件设置为R'=1和S'=0。如果你观察RS'触发器的真值表，这个条件将设置输出。因此，Q变为1。

如果输出Q =1，则上NAND门处于启用状态，而下NAND门处于禁用状态。这允许T输入将RS'触发器的输入设置为R'=0和S'=1。这将使触发器复位，即Q=0。

简单来说，T触发器的操作是：

当T输入为低电平时，T触发器的下一个状态与当前状态相同。

T=0并且当前状态=0，然后下一个状态=0

T=0并且当前状态=1，然后下一个状态=1

当T输入为高电平并且在时钟信号的正向转换期间，T触发器的下一个状态是当前状态的补码。

T=1并且当前状态=0，然后下一个状态=1

T=1并且当前状态=1，然后下一个状态=0

由于每个输入触发交替改变SET和RESET输入，触发器就会切换。因此，要完成一个完整周期的输出波形，需要两次触发。这意味着T触发器以输入频率的一半频率产生输出。因此，T触发器将充当“分频电路”。

T触发器的主要缺点是触发器在施加触发脉冲时的状态只有在前一个状态已知时才能知道。

通常情况下，T触发器不能用作IC。因此，可以使用JK触发器、SR触发器和D触发器来构造它们。由JK触发器制成的T触发器符号如下图所示：

主要应用

T触发器的应用也是广泛的，下面简单列举几个重要应用：

分频电路

2位并行加载寄存器

1、分频电路

通过将互补输出Q'反馈到T输入，T触发器可用作“分频电路”。使用T触发器的分频器的逻辑符号如下所示：

如果T触发器的输入时钟频率为“f”Hz，则输出Q处的脉冲频率为“f/2”Hz。因此，可以级联许多这样的分频器电路来进一步分频。

2、2位并行加载寄存器

众所周知，一般使用寄存器和移位寄存器来存储数据。但对于寄存器等内存元素来说，大小始终是一个主要问题。因此，可以使用2位并行加载寄存器代替4位寄存器。

设计并行加载寄存器时需要考虑两个操作：

保存数据

并行加载数据

要保持T触发器的输出，只需输入T应为0，但并联负载是一个困难的部分。

并联负载是指在触发器的输出端获取X值。为此，对X输入和当前状态输出进行异或运算，并将其提供给2到1 MUX。MUX的另一个输入是常数0(逻辑低)。MUX的输出连接到T触发器的输入。

由于它是一个2位寄存器，因此需要两种这样的组合，2位并行加载寄存器的电路如下所示：

结论

一般来说，T触发器，也称为Toggle Flip Flop，是比较常用的触发器类型。在本文中，小编简单介绍了使用其他触发器(如SR触发器、JK触发器和D触发器)设计T触发器的简单方法。同时也介绍了T触发器工作原理、应用电路等相关知识，希望以上内容对大家有所帮助。