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同步RS触发器
时间:2021-12-07 18:22:04

具有时钟脉冲控制的触发器称为同步触发器,又称为钟控触发器,时钟触发器。这种触发器只有在时钟脉冲到来时,输出端才根据这时的输入信号改变状态。

1.同步RS触发器电路结构

图1是同步RS触发器的逻辑图和逻辑符号。它是在基本RS触发器(G1和G2)的基础上,增加了由两个与非门(G3和G4)组成的输入门,和一个钟控端CP构成。该电路有两个输出端和Q,还有五个输入端。但应注意这五个输入端的作用和输入信号的极性。

①     输入端

端在CP=0时,可直接使触发器置0或置1,下标D表示直接的意思,而符号“-”表示用负向脉冲触发。

是直接置“0”端,是直接置1端,一般可在触发器工作之前,采用进行直接置0或置1。不用时将端接高电平或悬空。

图1  同步RS触发器的逻辑和逻辑符号

②     信号输入端R和S

信号输入端R为置0端,S为置1端,因输入信号要通过与非门G3和G4后,才作用到基本触发器的输入端,所以输入触发器脉冲信号应是正向脉冲。{{分页}}

③     钟控端CP

钟控端CP用于输入进钟脉冲,控制输入门的开通和关闭,使输出按一定的节拍随输入信号变化。

2.同步RS触发器工作原理

①CP=0

当CP=0时,G3、G4门被封被,输出均为1。此时,不论输入信号R、S如何变化,触发器的状态保持不变。

②CP=1

当CP=1时,G3、G4门解除封锁,触发器的次态Qn+1取决于输入信号R、S及电路的现态Qn

⑴R=S=0

如果输入端R=S=0,则G3和G4的输出仍等于1,故触发的状态保持不变。

⑵R=1,S=0

如果输入端R=1,S=0,由于G3门的输入均为1,则G3输出是0,G1的输入有0,所以不论G1原来的状态如何,其输出一定为1。对于G4来说,由于S=0,G4=1,G2门的输入均为1(=1、G4=1、),所以G2的输出Q=0。

当Q=0后,又保证了=1,假如将CP再变为0,则G3=G4=1,基本触发器G1、G2将保持0状态。

⑶R=0,S=1

如果输入端R=0,S=1,则情况同上相反,由于G4的输入均为1,则G4=0,迫使G2的输出Q=1。由于Q=1,G3的输出也是1,又迫使G1输出=0,此时触发器处于1状态。即使CP再返回到0,由于G1和G2的互锁使用,该状态也会维持下去。

⑷R=S=1

如果输入端R=S=1,G3和G4输出均为0,于是G1和G2的输出都为1,但是当CP返回到0时,G3、G4的输出也都返回到1,这是G1、G2的输入均为1,因此它们的输出都向0转化,出现竞争状态。如果G2先翻为0,则G1被锁定在1,结果触发器变为0态。如果G1先翻为0,则G2被锁定在1,触发器处于1态,最后的结果难以预料,输出不顶。{{分页}}

综合以上分析,可写出四与非门钟控RS触发器的真值表,如表1所列。

表1 同步RS触发器特性表

表1中Qn表示触发器n个时钟作用后的现状态(简称现态),Qn+1表示触发器在第n+1个时钟脉冲作用后的状态(简称次态)。

如果把表1所示的逻辑功能用逻辑表达式表示出来,就可得到同步RS触发器的特性方程:

│Qn+1=S+

│SR=0 (约束条件)

为了防止出现R=S=1使触发器输出状态不定,因此规定了约束条件RS=0。

3.与或非门构成的同步RS触发器

同步RS触发器也可以由与或非门组成,其结构如图2所示。它的工作原理与图1所示的同步RS触发器基本相同。

图2电路用了两个与门和两个或非门构成的。

图2  与或非门构成的同步RS触发器

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