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文档简介

1、基本 RS 触发器基本 RS 锁存器,又叫 RS 触发器。RS 锁存器的快速理解,基于以下几个事实。组合逻辑要形成时序逻辑,需要两个反相器组成反馈环。所以,对于 RS 锁存器,首先我们要把它看成反相器,故:图中的蓝框是 Q,而红框是 Q。为什么呢?因为我们可以把两个或非门都看成反相器。故 S经过反相器后的输出是 Q。R 经过反相器后的输出是 Q.或非门 RS 锁存器输入输出输入 RS/RS分析过程如下:先给你一个电路图,分析输入是 S/R,还是 S/R。即高有效还是低有效思路:先找出状态保持。当两个或非门变成两个非门时,进入状态保持。对于或非门来说,已经有一个非门了,只要把或门取消即可。如何取

2、消或门呢?只要把一个输入设为 0.(如果设为 1,或门相当于没用)故当输入为 0 时,状态保持。输入为 1 时,状态设置。故输入为高有效。故可以填出输入为 R/S。由于 RS 是完全对称的, 故谁为 R,谁为 S 并不重要。假设我们的 RS 标注如下:输出我们抓住 S。当 S=0 时,G2 状态保持。当 S=1 时,G2 状态设置,并且 G2=S=0.故 S 设置的是 Q。由此我们可以把输入输出标注完整:真值表何时进入状态保持?输入为什么状态时,进入状态保持呢?思路:当形成两个反相器时,进入状态保持。对于或非门来说,已经有一个非门了,只要把或门取消即可。如何取消或门呢?只要把一个输入设为 0.

3、(如果设为 1,或门相当于没用):当图中 RS 锁存器的输入为 00 时,进入状态保持。何时进入状态设置?设置为?只要知道何时进入状态保持就可以知道何时进入状态设置。上一小题我们知道当输入为 0时,保持。故输入为 1 时,状态设置。1 经过反相器得到 0.故: R=1 时,输出 Q=0。(R 经过一个反相器后得到 Q)S=1 时,输出 Q=0。(S 经过一个反相器后得到 Q)什么输入是不的?RS 锁存器有一种输入状态是不出现的。我们已经知道了输入为 0 时,状态保持。那么就可以知道输入为 1 时状态设置。不出现的是两个状态设置,即 11.真值表:其中 Q 表示当前值,Q*表示 next Q。与

4、非门 RS 锁存器输入输出先输入。首先需要何时进入状态保持。更为简单地说法是:与非门如何变成非门呢?其中一个输入接 1 即可。故输入为 1 时,进入状态保持;输入为 0 时,进入状态设置。故输入为低有效。我们以 S为例,当 S=0 时,G1=1.故 G1 的输出为 Q。真值表其实只要输入输出能标出来,就能快速写出真值表。与非门 RS 锁存器真值表如下:S0011R0 双设置,不1 置 10 置 01 保持触发器方式分类触发器的概念触发器必须有一个触发信号。比如 LATCH 的 ENABLE 信号。ENABLE=1 时,才进入激活状态。虽然广义上来说,LATCH 和 FF 都属于触发器,但触发器

5、经常指的是带 CLK 的器件。有一个除外,RS 触发器。在百科指出:RS 触发器又称 RS 锁存器。而诸如 D 触发器,JK触发器,指的就是带 CLK 的器件了,不是锁存器。电平触发的触发器电平触发的触发器就是我们输入可以影响输出。当同步的 latch.即锁存器。其特点是:当同步信号为高电,信号为低电,输入无法影响输出。同步 RS 触发器RS 同步锁存器是我们定的名称,实际上是电平触发的 RS 触发器。基本的 RS 锁存器没有时钟引脚,是非同步的器件。而集成电路领域中大量使用的是同步器件。如何把 RS 锁存器转换成 RS 同步锁存器呢1?我们以与非门 RS 锁存器为例进行说明:与非门 RS 锁

6、存器的设置是低电平设置(SR)。故我们需要使得 CLK=1 时,低电平可以过去。1 时,需要使用与门。为了减少 MOS 管的使用,我们使用与非门。故 SR引脚变成了 SR 引脚。低电平设置变成了高电平设置。如下图所示:写成真值表如下:S0011R0 保持1 置 00 置 11 双设置,不上面的置位和复位都是同步引脚。如果想要有异步置位,则可以在时钟之后,与非门之前,增加一个输入引脚:1为了进行区分,我们带有 CLK 引脚的 RS 触发器称为 RS 同步锁存器。或者 RS LATCHD 锁存器RS 同步锁存器的 S 和 R 不能同时为 1.故要把 RS 同步锁存器转为 D 锁存器,可以把 S 接

7、 D, R 接 D,这样就可以形成 D 锁存器:同步 JK 触发器JK 同步锁存器只是我们的叫法。其常见叫法是:同步 JK 触发器。与同步 RS 触发器相比,只是多了反馈回路。Q 接到 R,Q接到 S,形成交叉。采用这样的反馈之后,输入可以同时为设置。(同步 RS 触发器的输入不能同时为设置)为什么要交叉连接呢?看如下真值表(注意:图中的 R 和 S 指的是同步 RS 触发器的 R 和 S)2虽然同步 JK 触发器的功能很好,但存在一个问题:电平触发。也就是说,当输入都为设置时,输出将一直翻转。相当于不受。故需要有主从 JK 触发器。2文库: JK 触发器的功能详解脉冲触发的触发器触发方式总结

8、脉冲触发器 VS 电平触发器相同点:时钟高电平期间的输入毛刺都会影响输出值不同点:电平触发器:时钟高电平期间的输入毛刺会即时影响输出,导致输出毛刺脉冲触发器:时钟高电平期间的输入毛刺即时影响输出,只会在时钟下降沿的时候影响输出。也就是说,输出抖动脉冲触发器 VS 边沿触发器相同点:都是在时钟下降沿的时候输出改变。不同点:电平触发器:时钟高电平期间的输入毛刺会影响最终的输出 Q边沿触发器:时钟高电平期间的输入毛刺不影响最终的输出 Q脉冲触发的触发器用的是主从结构。而边沿触发的触发器用的也是主从结构。为何一个称为脉冲触发,而另一个称为边沿触发呢?答:主从结构只是保证了输出在时钟边沿发生改变。比如时

9、钟下降沿。但是不能保证是边沿触发器。DFF 的主级在激活时只有一种状态:写入。新值必然会覆盖旧值,故毛刺对于主级的最后输出没有影响。主从 RS 触发器的主级在激活时具有保持、置 0、置 1 三种状态。无法保证新值必须覆盖旧值,故毛刺对于主级的最后输出有影响。比如说,在时钟高电平期间,我们的初始目的是保持原有的值,但由于毛刺存在,可能先经历了置 0 的状态,最终再回到保持。这就导致主从RS 触发器的输出不是真正的保持状态,而是置 0 状态。在数字电子技术基础.(.第 5 版).pdf书中 5.6 小节中指出 P229:电路结构与触发方式之间有固定的关系。凡是采用同步 SR 结构的触发器,无论其逻

10、辑功能如何,一定是电平触发方式;凡是采用主从 SR 结构的触发器,无论其逻辑功能如何,一定是脉冲触发方式;凡是采用两个电平触发 D LATCH 的结构,无论其逻辑功能如何,一定是边沿触发方式。主从 RS 触发器主从 RS 触发器由两个 RS 同步锁存器组成。并且触发信号接的是反相的的两个输出接从触发器的两个输入。由于主触发器的输出是反相的,必然两种情况。故从触发器只有两种工作状态:置 0 和置 1.电平。主触发器出现 00 和 11主从 JK 触发器主从 JK 触发器在主从 RS 触发器的基础上增加反馈环。把 Q 接到 R,把 Q接到 S。主从 JK 触发器的功能与同步 JK 触发器的功能相同

11、。只不过在时钟高电平期间,中间节点 QM从 JK 触发器的一次翻转问题。无休止地翻转。这也带来的另外一个问题:主主从 JK 的一次翻转问题一次翻转问题又称为一次变化问题。只有主从型 JK 触发器才有这个问题。3那为什么同步 JK 触发器没有一次翻转问题呢?同步 JK 触发器也存在反馈环,其输入必然有一边被。3主从型JK 触发器一次翻转问题的分析,,黄石高等专科学校学报,1997 年当 Q=1 时,Q=0.则 S=0.S 端必然被。只剩下 R 端。通过 R 端可以置 0.置 0 之后,Q 立马变成 0.Q=0 时,R 端被,S 端重新开通。由于输入 Q 和 Q可以即时地反馈到输入端,故同步 JK

12、 触发器不存在一次变化问题。而主从 JK 触发器的输出 Q 和 Q只有在时钟下降沿发生变化。当 Q=1 时,Q=0,则 S=0。S 端被,只剩下 R 端。通过 R 端可以置 0.置 0 之后,Q 仍然为 1,S 端仍未导通,故无法置 1.这就是一次变化问题。边沿触发的触发器:DFF略触发器的功能分类与转化4按功能分,有 SR 触发器、JK 触发器、T 触发器、D 触发器。转换的依据是特性方程。即逻辑函数。4本节的参考文档为:(4) Sequential Circuit Primary.pdf,超大基础 PPT主从 RS 触发器主从 JK 触发器T 触发器D 触发器JK 触发器转其他事实上,从

13、JK 触发器转其他触发器,不用看逻辑函数就可以写出来。因为我们已经知道: 在这四种触发器中,JK 触发器的功能最强。JK 触发器可以很容易地转换成 SR 触发器、T 触发器以及 D 触发器。故目前生产的触发器定型中,只有 JK 触发器和 D 触发器两大类。为什么也有 D 触发器呢?D 触发器不是可以很方便地从 JK 触发器得到吗?器的使用实在太过广泛。在于 D 触发转 RS 触发器JK 触发器直接就可以作为 RS 触发器。S 接 J,R 接 K 即可。转 T 触发器T 触发器的特点是:输入为 1 时,输出翻转。故我们可以把 JK 触发器的两个输入连接在一起。这种情况下的 JK 触发器只有保持和

14、翻转两种状态。这就是 T 触发器。转 D 触发器在电平触发的触发器一小节中,已经提到,同步 RS 触发器可以方便地把 S 和 R 之间经过一个反相器连起来即可。D 锁存器。只要D 触发器和 JK 触发器的比较隐晦。为此,我们使用逻辑函数进行分析:对比 JK 触发器的表:由此可知:J=D,K=D电路图如下:D 触发器转其他D 触发器转其他,关键就是对 D 进行赋值。使用 D 触发器改造得到的触发器,如 JK 触发器,仍然是边沿触发的。转 T 触发器T 触发器的表最为简单。故转 T 触发器最为方便:故 D=TQ+TQ=TQ主从 RS 触发器主从 JK 触发器T 触发器D 触发器转 JK 触发器故 D=JQ+KQ。电路图如下:T 触发器转其他T 触发器转其他其实是没多大意义的。因为实际的器件中没有专门的 T 触发器。都是其他类型的触发器转 T 触发器,而不是 T 触发器转其他。虽然如此,但复旦大学的中考过 T 触发器转 JK 触发器。转 D 触发器由于 D 触发器的表较为简单,故先来看如何把 T 触发器转为 D 触发器。这个暂时不知如何求解。但是联想到异或的可逆性:D 转T 时,用的是 Q 与 T 异或; 那么 T 转 D 时,是否也可以使用 Q 与 D 异或得到 T 呢?代

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