基本R-S触发器

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  基本R-S触发器是直接复位(Reset)置位(Set)触发器的简称,由于它既是一种最简单的触发器,又是构成各种其他功能触发器的基本部件,故称为基本RS触发器。基本R-S触发器可由两个与非门或者两个或非门交叉耦合构成。

  1.与非门构成的基本R-S触发器

  用与非门构成的基本R-S触发器的逻辑电路和逻辑符号分别如图1(a)和(b)所示。图中,为两个互补输出端;R和为S输入端,R称为置0端或者复位端,S称为置1端或置位端;逻辑符号输入端的小圆圈表示低电平或负脉冲有效,即仅当低电平或负脉冲作用于输入端时,触发器状态才能发生变化。

基本R-S触发器

图1

  (1)工作原理

  根据与非门的逻辑特性,可分析出图1(a)所示电路的工作原理如下:

  ① R=1,S=1,触发器保持原来状态不变;

  ② R=1,S=0,触发器置为1状态;

  ③ R=0,S=1,触发器置为0状态;

  ④ 不允许出现R=0,S=0。

(2)逻辑功能描述

  由工作原理可以归纳出钟控R-S触发器在时钟脉冲作用下(当时钟脉冲CP=1时)的功能表、激励表和次态方程。

  ①功能表

表1功能表

R S Qn+1 功能说明
0 0
0 1
1 0
1 1
Q
1
0
d
不变
置1
置0
不定

  ②激励表

表2 激励表

Q Qn+1 R S
0 0
0 1
1 0
1 1
d 0
0 1
1 0
0 d

  ③次态方程

  触发器的次态方程为:基本R-S触发器

  约束方程为:R·S=0

  注意!!该触发器的功能描述形式与用或非门构成的基本R-S触发器完全相同,但该触发器仅当时钟脉冲CP=1时,才能实现上述逻辑功能。在钟控触发器中,时钟信号CP是一种固有的时间基准,通常不作为输入信号列入表中。对触发器功能进行描述时,均只考虑有时钟脉冲作用(CP=1)时的情况。

  2.时钟控制D触发器

  时钟控制D触发器只有一个输入端,逻辑电路和逻辑符号如图2(a)、(b)所示。该触发器是对钟控R-S触发器的控制电路稍加修改后形成的。修改后的控制电路除了实现对触发器工作的定时控制外,另一个作用是在时钟脉冲作用期间(CP=1时),将输入信号D转换成一对互补信号送至基本R-S触发器的两个输入端,使基本R-S触发器的两个输入信号只可能为01或者10两种取值,从而消除了触发器状态不确定的现象。

基本R-S触发器

图2

  利用R、S不允许同时为0的约束,化简后可得到该触发器的次态方程:

基本R-S触发器

  因为R、S不允许同时为0,所以输入必须满足约束方程:

R+S=1

  触发器的功能表、激励表和次态方程分别从不同角度对触发器的功能进行了描述,它们在时序电路分析和设计中各有用途。

  2.或非门构成的基本R-S触发器

  用或非门构成的基本R-S触发器的逻辑电路和逻辑符号分别如图3(a)和(b)所示。该电路的输入是正脉冲或高电平有效。

基本R-S触发器

图3

  (1)工作原理

  根据或非门的逻辑特性,可分析出图1(a)所示电路的工作原理如下:

  ①R=0,S=0,触发器保持原来状态不变;

  ②R=0,S=1, 触发器置为1状态;

  ③R=1,S=0, 触发器置为0状态;

  ④不允许出现R=1,S=1。

  (2)逻辑功能描述

  ①功能表

  或非门构成的R-S触发器的逻辑功能如表3.13所示,表中“d”表示触发器次态不确定。

表3 功能表

R S Qn+1 功能说明
0 0
0 1
1 0
1 1
Q
1
0
d
不变
置1
置0
不定

   ②激励表

  或非门构成的基本R-S触发器的激励表如表4所示。

表4 激励表

Q Qn+1 R S
0 0
0 1
1 0
1 1
d 0
0 1
1 0
0 d

  ③次态方程

  触发器的次态方程:基本R-S触发器

  因为R、S不允许同时为0,所以输入必须满足约束方程:

R·S=0

  基本R-S触发器最大的优点是结构简单。它不仅可作为记忆元件独立使用,而且由于它具有直接复位、置位功能,因而被作为各种性能更完善的触发器的基本组成部分。但由于基本R-S触发器的输入R、S之间存在约束条件,且无法对其状态转换时刻进行统一定时控制,所以它的使用范围受到一定限制。

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