觸發器電路展區

D 觸發器

由J-K 觸發器組成的二進制計數器

8 位元移位寄存器

鎖存器是一種基本的記憶器件，它能夠儲存一位元的數據。由於它是一種時序性的電路，所以並不需要時鐘輸入，它會根據輸入來改變輸出。

觸發器不同於鎖存器，它是一種時鐘控制的記憶器件，觸發器具有一個控制輸入訊號 (CLOCK)。CLOCK訊號使觸發器只在特定時刻才按輸入訊號改變輸出狀態。若觸發器只在時鐘CLOCK由L到H (H到L) 的轉換時刻才接收輸入，則稱這種觸發器是上升沿 (下降沿) 觸發的。

觸發器可用來儲存一位的數據。通過將若干個觸發器連接在一起可儲存多位元的數據，它們可用來表示時序器的狀態、計數器的值、電腦記憶體中的ASCII碼或其他資料。

D觸發器是最常用的觸發器之一。對於上升沿觸發D觸發器來說，其輸出Q只在CLOCK由L到H的轉換時刻才會跟隨輸入D的狀態而變化，其他時候Q則維持不變。圖1顯示了上升沿觸發D觸發器的時序圖，表1則是其真值表。

圖 1: 上升沿觸發D觸發器的時序圖

表 1: D觸發器的真值表

SET和RESET是D觸發器中額外兩個可以屏蔽時鐘操作的輸入。D觸發器正常工作情況下，SET和RESET均必須設為1。

最早的電子觸發器於1919年發明。現今在時序控制系統中，最常用的四種觸發器分別為：T型觸發器、S-R觸發器、J-K觸發器及D觸發器。

計數器是一種可儲存或顯示特定事件發生次數的器件，通常與時鐘訊號有關。在電子學中，計數器可利用簡單的記憶器件來製作，如觸發器等。

J-K觸發器是最常用的觸發器之一。表2是下降沿觸發J-K觸發器的真值表。

表 2: J-K 觸發器的真值表

在圖2中，四個下降沿觸發J-K觸發器以串接模式連接在一起，構成一個二進制計數器。其中每個觸發器的輸出Q都被連接到下一個觸發器的時鐘輸入CLOCK，根據真值表將每個觸發器的輸入J和K均設定為1，因此觸發器在時鐘CLOCK每次由H到L的轉換時刻都會改變其狀態。

圖 2: J-K 觸發器所組成的計數器的時序圖

在這個二進制計數器中，四個輸出A至D表示一個4位元二進制數，其中A是最低有效位元 (LSB) 而D是最高有效位元 (MSB)。

這個4位元二進制數隨著每個時鐘CLOCK週期的到來而遞增1。計數器由 (0)10 數至 (15)10，又再返回 (0)10 並一直循環下去，見表3。

十進制	二進制
	D	C	B	A
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1
10	1	0	1	0
11	1	0	1	1
12	1	1	0	0
13	1	1	0	1
14	1	1	1	0
15	1	1	1	1

表3: 4位元二進制計數器的真值表

在數碼電路中，寄存器被用作儲存數據用，寄存器通常由兩個或兩個以上具有共同時鐘 (CLOCK) 輸入的觸發器所組成。在電腦中，寄存器常用作儲存一連串的位元 (或稱位元組) 的數據。

移位寄存器是一種多位元的寄存器，在每一個CLOCK的轉換時刻，寄存器中的數據進行一位元的移位。移位寄存器中一組觸發器以串接的形式相連，即每個觸發器的輸出都連接到下一個觸發器的輸入。因此，每次時鐘輸入被觸發時，數據會逐一移向下一個觸發器。

對一個8位元移位寄存器來說，在每個CLOCK由L至H的轉換時刻，移位寄存器讀取輸入DATA並把它傳送至輸出A0。A0至A6各個位元的原有數值將移至下一位元 (即A0移至A1，A1移至A2，……，A6移至A7)，而A7的數值將被移出寄存器，表1說明了寄存器的運作過程。

	A0	A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7
初始狀態	0	0	0	0	0	0	0	0
時鐘週期 1	1	0	0	0	0	0	0	0
時鐘週期 2	0	1	0	0	0	0	0	0
時鐘週期 3	0	0	1	0	0	0	0	0
時鐘週期 4	0	0	0	1	0	0	0	0
時鐘週期 5	0	0	0	0	1	0	0	0
時鐘週期 6	0	0	0	0	0	1	0	0
時鐘週期 7	0	0	0	0	0	0	1	0
時鐘週期 8	0	0	0	0	0	0	0	1

表 4: 在8個時鐘週期中，移位寄存器的移位過程

移位寄存器的輸入和輸出可以是串行或並行模式。串行輸入的意思是設備逐一位元讀入數據，而並行輸出的意思是所有位元同一時間作為輸出。例如，一個串行輸入、並行輸出的移位寄存器逐一位元讀入數據，而所有輸出位元同一時間被輸出。

大部份電路以多個位元的並行模式工作，而串行接口則具有結構簡單的優點，所以需要有一種設備──移位寄存器來完成串行接口和並行接口之間的轉換。

移位寄存器可作為簡單的延時電路。在不同的輸出端 (A0至A7) 可以得到在不同時鐘週期延時下的DATA訊號。