​探究数字电路:RS触发器是什么?

对于数字电路,人们更为熟悉的是逻辑运算门电路,但对于时序电路却鲜为人知,它们的区别在于:前者在某一时刻的输出状态只取决于当时的输入状态;而后者的输出状态不仅与当时的输入有关,还取决于电路原来的状态,其中之一是RS触发器。

1、基本RS触发器

如图所示,由两个与非交叉连接即可构成最简单的RS触发器,也就是基本RS触发器。

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当S和R端都为1时,对输出状态无影响,触发器保持原来状态,S端的触发信号出现一个负脉冲时,触发器为1,对输出状态无影响,触发器保持原来状态,S端的触发信号出现一个负脉冲时,触发器为1状态(Q=1),此过程称为置位,R端的触发信号出现一个负脉冲时,触发器为0状态(Q=0),此过程称为复位。

可见只有当输入端S或R为0时,才能对触发器起控制作用,为1时则不起作用,因此人们习惯将S和R上端划伤逻辑非符号“-”,表示该端靠低电平触发。当S和R端同时为0时,则两个输出端同时为1,不再互补。而当两个输入端的低电平同时消失后(不同时小时的情况除外),触发器恢复到0状态还是1状态则完全由一些偶然因素决定,无法预测,因此这种触发器不允许R和S端同时输入负脉冲,除非它们不同时回到1。

基本RS触发器的工作波形如图所示,R和S的最后负脉冲同时到来,但S的负脉冲较迟结束,因此触发器后面的状态由它决定。这种基本RS触发器常应用在医学的控制电路中。

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2、时钟控制的RS触发器

在数字电路系统中,常要求各个触发器的状态虽时间按同一节奏改变,以便使整个系统能步调一致的协调工作,即实现同步操作,这就需要各触发器受同一控制信号的作用,次控制信号可由一个发出固定频率脉冲的振荡器产生,它能像时钟一样准确地控制触发器的翻转时刻,被称为时钟脉冲,记作CP。

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如图所示,该图中是可实现同步操作的RS触发器及逻辑符号,比 基本RS触发器增加了两个由时钟脉冲控制的与非门,被称为时钟控制的RS触发器。

当CP=0时,使基本RS触发器(R)=(S)=1,触发器保持原来的状态不变,与输入信号R、S无关,触发器被CP封锁;当CP=1时,输入信号R经过G3编程R,即(R)=R,输入信号S经过G4变成S,即(S)=S。即当R=S=0时,触发器保持原来的状态;当R=0,S=1时,触发器置位(1状态);当R=1,S=0时,触发器复位;当R=S=1时,这种状态不允许出现。

如图所示是事中控制的RS触发器输入和输出端脉冲波形图,输出脉冲的变化都是在时钟脉冲CP出现时才能发生,即CP脉冲出发,而时钟脉冲结束后,输出脉冲将保持这一状态,移植到在后面的时钟脉冲期间,由输入脉冲R、S变化使之翻转。

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