基本R-S触发器

   
基本R-S触发器是直接复位置位触发器的简称,由于它是构成各种功能触发器的基本部件,故称为基本R-S触发器。

    一. 用与非门构成的基本R-S触发器

    1.组成

   
由两个与非门交叉耦合构成,其逻辑图和逻辑符号分别如图3.29(a)和(b)所示

                       

图3.29    与非门构成的基本R-S触发器


    图中,Q和Q为触发器的两个互补输出端;R和S为触发器的两个输入端,R称为置0端或者复位端,S称为置1端或置位端;

    在逻辑符号输入端加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(常称为翻转),有时称这种情况为低电平或负脉冲触发。

    2. 工作原理

    (1)若R=1,S=1,则触发器保持原来状态不变

     假定触发器原来的状态为Q=0,Q=1,由于与非门G2的输出为0,反馈到与非门G1的输入端,使保Q持1不变,Q 为1又反馈到与非门G2的输入端,使G2的两个输入均维持1,从而保证输出为0 ;
    假定触发器原来的状态为Q=1,Q=0,那么Q为0反馈到与非门G2的输入端,使Q保持1不变,此时与非门G1的两个端入均为1,所以Q保持0。

    (2)若R=1,S=0,则触发器置为1状态
    无论触发器原来处于何状态,因为S为0,必然使与非门G2的输出Q为1,且反馈到与非门G1的输入端,而此时门G1的另一个输入R也为1,故门G1输出Q为0,使触发器状态为1。该过程称为触发器置1

    (3)若R=0,S=1,则触发器置为0状态
    与(2)的过程类似,不论触发器原来处于0状态还是1状态,在R端的负脉冲或低电平作用下,触发器的状态肯定为0。这个过程称为触发器置0。

    (4)不允许出现R=0,S=0
    因为当R和S端同时加上负脉冲或低电平时,将使两个与非门的输出Q和Q均为高电平,破坏了触发器两个输出端的状态应该互补的逻辑关系。此外,当这两个输入端的低电平同时被撤消时,触发器的状态取决于两个门电路的时间延迟。若G1的时延大于G2,则Q端先变为0,使触发器处于0状态;反之,若G2的时延大于G1,则Q端先变为0,从而使触发器处于1状态。通常,两个门电路的延迟时间是难以预测的,因而在将低电平同时撤去后触发器的状态不确定,这是不允许的。因此,规定R和S不能同时为0。

    3.逻辑功能及其描述

   
由与非门构成的R-S触发器的逻辑功能如表3.5所示。表中“d”表示触发器次态不确定。

表3.5 基本R-S触发器功能表
R     S Q(n+1) 功能说明
0     0
0     1
1     0
1     1
d
0
1
Q
不定
置0
置1
不变

    表3.5又称为次态真值表

    若把触发器次态表示成现态Q和输入R、S的函数,则可得到次态卡诺图如图3.30所示。

                            

图3.30 R-S触发器的次态卡诺
 
  
   
用卡诺图化简后,可得到该触发器的次态方程:

                    Q(n+1) = S + R·Q

    因为R、S不允许同时为0,所以输入必须满足约束条件:

                    R+S=1(约束方程)
                       

    二. 用或非门构成的基本R-S触发器

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    1.组成
   
由两个或非门交叉耦合组成,其逻辑图和逻辑符号分别如图3.31(a)和(b)所示。该电路的输入是正脉冲或高电平有效,故逻辑符号的输入端未加小圆圈。

                       

图3.31  或非门构成的基本R-S触发器


     2.逻辑功能

    或非门构成的R-S触发器的逻辑功能如表3.6所示。

表3.6 或非门构成的基本R-S触发器功能表
R     S Q(n+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

或非门构成的R-S触发器的次态方程和约束方程如下:

            Q(n+1) = S + R·Q (次态方程)

            R·S = 0  (约束方程)

   
基本R-S触发器的优点: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完善的触发器的基本组成部分缺点:R、S之间存在约束,并且无法进行定时控制。    

    

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