觸發(fā)器是具有存儲功能的器件，在數(shù)字電子技術(shù)中用于構(gòu)成各種時序邏輯電路,。觸發(fā)器有多種類型：按觸發(fā)方式分為電平觸發(fā),、主從觸發(fā)、邊沿觸發(fā),；按邏輯功能分為RS觸發(fā)器,、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器,、T觸發(fā)器等,。觸發(fā)器的特性用觸發(fā)方式和邏輯功能進行描述，觸發(fā)方式?jīng)Q定狀態(tài)變化特點,，即接收輸入信號改變狀態(tài)的方式,；邏輯功能決定狀態(tài)變化的方向，即次態(tài)值,。用時序圖即波形圖可直觀描述觸發(fā)器的特性,。由于受實驗儀器的限制無法對觸發(fā)器工作波形進行硬件實驗驗證，主要因為現(xiàn)有的信號發(fā)生器不能產(chǎn)生多路同步信號,，現(xiàn)有的示波器多為雙蹤示波器無法同時觀測多路波形,。
    用Multisim軟件仿真可解決上述問題,。Multisim仿真軟件是由加拿大Interactive Image Technologies公司開發(fā)的一種基于SPICE工業(yè)標準的EDA軟件，它就像一個真正的實驗工作臺,，將電路原理圖的輸入、虛擬儀器的測試分析和結(jié)果的圖形顯示等集成到一個設(shè)計窗口,。
    在用Multisim仿真軟件進行觸發(fā)器工作波形仿真分析時,，用虛擬儀器中的字組產(chǎn)生器做實驗中的信號源產(chǎn)生所需的各種輸入波形，用邏輯分析儀觀測輸入,、輸出波形,。
    以下分析用Multisim 2001版本，所得結(jié)論適于其他版本,。

1 觸發(fā)器工作波形Muitisim仿真實驗方法
1．1 創(chuàng)建電路
    從TTL數(shù)字IC庫中找出集成觸發(fā)器或找出用于連接成觸發(fā)器的集成邏輯門放置在工作臺合適的位置,。從虛擬儀器庫中找出字組產(chǎn)生器、邏輯分析儀放置在工作臺合適的位置,。確定字組產(chǎn)生器產(chǎn)生觸發(fā)器所需的時鐘脈沖,、數(shù)據(jù)輸入、異步控制等信號,，邏輯分析儀所顯示的波形,。將集成門連接成觸發(fā)器再接上字組產(chǎn)生器和邏輯分析，或?qū)⒓捎|發(fā)器接上字組產(chǎn)生器和邏輯分析,。
1．2 設(shè)置字組產(chǎn)生器
    (1)根據(jù)觸發(fā)器的觸發(fā)方式,、邏輯功能，確定反映邏輯功能及狀態(tài)變化特點的字組產(chǎn)生器各個輸出信號即字組的內(nèi)容及地址,。
    (2)雙擊打開字組產(chǎn)生器,，在Address區(qū)塊的Final字段輸入末地址，在Edit區(qū)塊以16進制(Hex字段)或以ASCII碼(ASCII字段)或以二進制(Binary字段)依次輸入各字組數(shù)據(jù),，完成所有字組信號的設(shè)置,。
1．3 仿真運行分析
    雙擊打開邏輯分析儀，按下仿真開關(guān)開始仿真,，分析顯示仿真實驗波形,。

2 觸發(fā)器工作波形Multisim仿真實驗舉例
2．1 主從JK觸發(fā)器工作波形仿真實驗
    (1)仿真實驗電路創(chuàng)建
    用74LS00與非門連接成主從JK觸發(fā)器構(gòu)建仿真實驗電路如圖1所示。

    其中：為異步置0輸入信號,；為異步置1輸入信號,；J，K為數(shù)據(jù)輸入信號,；CP為時鐘脈沖輸入信號,；Qm，為主觸發(fā)器的狀態(tài)輸出信號,；Q,，為狀態(tài)輸出信號,。端接電源，異步置1功能無效,；用于設(shè)置Q=0的初始狀態(tài),。
    字組產(chǎn)生器產(chǎn)生觸發(fā)器的CP，J,，K及信號,，邏輯分析儀顯示觸發(fā)器的CP，J,，K,，，Qm,，,，Q及信號波形。
    (2)確定反映觸發(fā)器狀態(tài)變化特點及邏輯功能的字組產(chǎn)生器輸出信號即字組的內(nèi)容及地址,。
    ①主從觸發(fā)方式觸發(fā)器狀態(tài)變化特點為：
    在CP=1期間接收輸入信號,，在CP下降沿改變狀態(tài)，且有一次變化問題,。
    表示JK觸發(fā)器邏輯功能的特性方程為：
   
    ②設(shè)計字組產(chǎn)生器輸出信號時,，將J，K輸入信號設(shè)計成在CP=O,，1期間有變化,，以驗證主從觸發(fā)方式的狀態(tài)變化特點。輸入波形設(shè)計,、字組數(shù)據(jù)及地址如圖2所示,。

    ③在字組產(chǎn)生器的Address區(qū)塊的Final字段輸入字組數(shù)據(jù)的末地址0024，在Edit區(qū)塊以16進制(Hex字段)依次輸入各字組數(shù)據(jù)0,，8,，C，D,，B,，D，B,，D,，C，8,，E,，E，F(xiàn)，B,，D,，B，D,，C,，E，A,，A,，B，9,，F(xiàn)，9,，F(xiàn),，E，C,，E,，A，B,，F(xiàn),，9，F(xiàn),，9,，8，8,，完成所有字組信號的設(shè)置,，如圖3所示。

    (3)仿真運行分析
    打開邏輯分析儀,，按下仿真開關(guān)開始仿真,，邏輯儀分析顯示波形如圖4所示。

    圖4中,，“11”為CP時鐘脈沖波形,；“15”為J輸入波形；“12”為K輸入波形,；“13”為異步置輸入波形,；“4”為Qm狀態(tài)輸出波形；“3”為狀態(tài)輸出波形,；“7”為Q狀態(tài)輸出波形,；“8”為狀態(tài)輸出波形。
    通過波形圖可以很直觀地看出,，在CP=1期間,，主觸發(fā)器接收J,，K輸入信號改變Qm，端狀態(tài),，在CP下降沿觸發(fā)器改變Q,，狀態(tài)。不論CP=1期間J,，K怎么變化,，主觸發(fā)器Qm，最多只變化一次,。
    當Qn=O在CP=1時,，J由0變1，或Qn=1,，在CP=1時K由O變1,，在這兩種情況下，才產(chǎn)生一次變化現(xiàn)象,。和由特性方程得出Qn=0時Qn+1=J,，Qn=1時Qn+1=的規(guī)律相符合。
2．2其他功能和觸發(fā)方式觸發(fā)器工作波形仿真實驗
    (1)同步RS觸發(fā)器工作波形仿真實驗
    仿真實驗電路用74LS00與非門連接構(gòu)成,。
    字組產(chǎn)生器產(chǎn)生觸發(fā)器的CP時鐘脈沖輸入信號,、R，S數(shù)據(jù)輸入信號及異步置0輸入信號,，邏輯分析儀顯示觸發(fā)器的CP,，R，S,，及狀態(tài)輸出Q,，信號波形。
    設(shè)計字組產(chǎn)生器輸出信號時,，將R,，S輸入信號設(shè)計成在CP=0，1期間有變化,，并有CP=1期間R=S=1,，以驗證電平觸發(fā)方式的狀態(tài)變化特點。
    (2)上升沿D觸發(fā)器工作波形
    仿真實驗仿真實驗電路用74LS74上升沿D觸發(fā)器,。
    字組產(chǎn)生器產(chǎn)生觸發(fā)器的CP時鐘脈沖輸入信號,、D數(shù)據(jù)輸入信及異步置0輸入信號，邏輯分析儀顯示觸發(fā)器的CP,，D,，及狀態(tài)輸出Q，信號波形。
    設(shè)計字組產(chǎn)生器輸出信號時,，將D輸入信號設(shè)計成在CP上升沿時刻不變,，在CP=0及CP=1期間有變化，以驗證上升沿觸發(fā)方式的狀態(tài)變化特點,。
    (3)負邊沿JK觸發(fā)器工作波形仿真實驗
    仿真實驗電路用74LS112負邊沿JK觸發(fā)器,。
    字組產(chǎn)生器產(chǎn)生觸發(fā)器的CP時鐘脈沖輸入信號、J,，K數(shù)據(jù)輸入信號及異步置0輸入信號,，邏輯分析儀顯示觸發(fā)器的CP，J,，K,，及狀態(tài)輸出Q，信號波形,。
    設(shè)計字組產(chǎn)生器輸出信號時,，將J，K輸入信號設(shè)計成在CP下降沿時刻不變,，在CP=0及CP=1期間有變化，以驗證下降沿觸發(fā)方式的狀態(tài)變化特點,。

3 結(jié)語
    用Multisim仿真軟件進行觸發(fā)器工作波形仿真分析,，可直觀描述觸發(fā)器的工作特性。
    仿真實驗的關(guān)鍵是反映狀態(tài)變化特點的輸入波形的設(shè)計即字組產(chǎn)生器字組內(nèi)容的設(shè)計,。