基本RS触发器
RS触发器及其应用
RS 触发器及其应用触发器(flip flop)是构成时序逻辑电路的基本单元，能记忆、存储一位二进制信息，触发器也称双稳态触发器，它有两种稳定输出工作状态，即分别输出1和输出0的状态。
在无输入信号作用时，这种状态是稳定的；而当输入信号到来并满足一定逻辑关系时，输出端的状态将迅速变化，能从一种稳定状态转换到另一种稳定状态。
测试如下电路，调整S1开关状态，观察LED1和LED2的变化，并建立真值表。
图8.1测试电路(multisim)【信息单】 一、基本RS 触发器1.“与非”门构成的基本触发器基本的RS 触发器又称为置0置1触发器。
它是各种触发器中结构最简单的一种，通常作为构成各种功能触发器的最基本单元，所以也称为基本触发器。
⑴电路结构基本的RS 触发器由两个与非门的输入端与输出端交叉连接而成。
电路结构如图8.3（a ）所示，逻辑符号如图8.3（b ）所示。
图中Q 、Q 是基本RS 触发器两个输出端；S 、R 是两个输入端，S 、R 上的“非”号或R 、S 上的小圆圈都表示输入信号只在低电平时有效。
Q 端状态通常定义为触发器的输出状态。
当0=Q 、Q =1，称触发器为0状态，当1=Q 、Q =0，称触发器为1状态。
Q 、Q 状态相反。
Q G 1G 2QS RQQ（a ）电路结构 （b ）逻辑符号 图8.3 与非门构成的基本RS 触发器⑵逻辑功能S =1、R =0时，Q =1，反馈到G 1门使0=Q ，即不论触发器原态是0态还是1态，电路的输出一定为0态，R 为置0端。
S =0、R =1时，Q =1，反馈到G 2门使Q =0，即不论触发器原态是0态还是1态，电路的输出一定为1态，S 为置1端。
S =1、R =1时，设电路原来状态为0=Q 、Q =1，在S =1、R =1作用下，电路的输出仍是0=Q 、Q =1与原态相同，即触发器的状态保持不变。
S =0、R =0时，Q =1、Q =1，破坏了输出信号互补的原则，而随后S =1、R =1时，输出状态可能是1也可能是0，出现了不定状态，这意味着当输入条件同时消失后，触发器状态不定，这在触发器工作时是不允许出现的，也就是要禁止S 、R 同时为0的输入状态出现。
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04 RS触发器的设计与实现
CHAPTER
设计思路与步骤
确定触发器的功能需求
根据题目要求，确定RS触发器是作为置位器还是复位器使用 ，或者同时具有置位和复位功能。
选择合适的逻辑门
根据电路设计需求，选择合适的逻辑门（如与门、或门、非 门等）进行组合，实现RS触发器的逻辑功能。
设计思路与步骤
• 确定输入和输出信号：根据设计需求，确定RS触 发器的输入信号（置位信号、复位信号）和输出 信号。
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目录
CONTENTS
• RS触发器简介 • RS触发器的逻辑功能 • RS触发器的真值表与波形图 • RS触发器的设计与实现 • RS触发器的应用案例 • RS触发器的常见问题与解决方案
ห้องสมุดไป่ตู้
01 RS触发器简介
CHAPTER
定义与工作原理
定义
RS触发器是一种最简单的触发器 ，由两个交叉耦合的与非门构成 ，具有置位、复位和保持功能。
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•·
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3. 滤波技术：在输入输出端加入滤波器，滤除高频噪声 ，提高信号的信噪比。
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1. 隔离措施：采用隔离变压器、光耦合器等隔离元件， 将干扰源与触发器电路隔离，减小干扰对电路的影响。
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4. 冗余设计：采用冗余电源、冗余备份等措施，提高系 统的容错能力，增强抗干扰能力。
4. 软件算法优化：通过软件算法优化，减小信号的量 化误差，提高信号的分辨率，从而降低抖动。
问题二：如何提高RS触发器的抗干扰能力？
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抗干扰能力是指RS触发器在存在噪声或干扰的情况下， 保持正常工作能力的性能。
R-S触发器
RS触发器基本RS 触发器:电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。
它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。
工作原理基本RS触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。
2.当R=0、S=1时，则Q=1,Q=0,触发器置0。
如上所述，当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q 有两种互补的稳定状态。
一般规定触发器Q端的状态作为触发器的状态。
通常称触发器处于某种状态，实际是指它的Q端的状态。
Q=1、Q=0时，称触发器处于1态，反之触发器处于0态。
S=0,R=1使触发器置1，或称置位。
因置位的决定条件是S=0,故称S 端为置1端。
R=0,S=1时，使触发器置0，或称复位。
同理，称R端为置0端或复位端。
若触发器原来为1态，欲使之变为0态，必须令R端的电平由1变0，S端的电平由0变1。
这里所加的输入信号（低电平）称为触发信号，由它们导致的转换过程称为翻转。
由于这里的触发信号是电平,因此这种触发器称为电平控制触发器。
从功能方面看，它只能在S和R的作用下置0和置1，所以又称为置0置1触发器，或称为置位复位触发器。
其逻辑符号如图7.2.1(b)所示。
由于置0或置1都是触发信号低电平有效，因此，S端和R 端都画有小圆圈。
3.当R=S=1时，触发器状态保持不变。
触发器保持状态时，输入端都加非有效电平（高电平），需要触发翻转时，要求在某一输入端加一负脉冲，例如在S端加负脉冲使触发器置1，该脉冲信号回到高电平后，触发器仍维持1状态不变，相当于把S端某一时刻的电平信号存储起来，这体现了触发器具有记忆功能。
4.当R=S=0时，触发器状态不确定在此条件下，两个与非门的输出端Q和Q全为1，在两个输入信号都同时撤去（回到1）后，由于两个与非门的延迟时间无法确定，触发器的状态不能确定是1还是0,因此称这种情况为不定状态，这种情况应当避免。
基本RS触发器原理
基本RS 触发器原理图4-1(a)是由两个“与非”门构成的基本R-S 触发器,(b)是其逻辑符号。
RD 、SD 是两个输入端，Q 及y 是两个输出端。
正常工作时，触发器的Q 和y 应保持相反，因而触发器具有两个稳定状态：1）Q=1，y=0。
通常将Q 端作为触发器的状态。
若Q 端处于高电平，就说触发器是1状态；2）Q=0，y=1。
Q 端处于低电平，就说触发器是0状态；Q 端称为触发器的原端或1端，y 端称为触发器的非端或0端。
由图4-1可看出，如果Q 端的初始状态设为1，RD 、SD 端都作用于高电平（逻辑1），则y 一定为0。
如果RD 、SD 状态不变，则Q 及y 的状态也不会改变。
这是一个稳定状态；同理，若触发器的初始状态Q 为0而y 为1，在RD 、SD 为1的情况下这种状态也不会改变。
这又是一个稳定状态。
可见，它具有两个稳定状态。
输入与输出之间的逻辑关系可以用真值表、状态转换真值表及特征方程来描述。
图4（一）真值表R-S 触发器的逻辑功能，可以用输入、输出之间的逻辑关系构成一个真值表(或叫功能表)来描述。
1、当RD =0，SD=1时，不论触发器的初始状态如何，y 一定为1,由于“与非”门2的输入全是1，Q 端应为0。
称触发器为0状态，RD 为置0端。
2、当RD =1，SD=0时，不论触发器的初始状态如何，Q 一定为1,从而使y 为0。
称触发器为1状态，SD 置1端。
3、当RD =1，SD =1时，如前所述，Q 及y 状态保持原状态不变。
4、当RD =0，SD =0时，不论触发器的初始状态如何，Q=y=1，若RD 、SD 同时由0变成1，在两个门的性能完全一致的情况下, Q 及y 哪一个为1，哪一个为0是不定的，在应用时不允许RD 和SD 同时为0。
综合以上四种情况，可建立R-S 触发器的真值表于表1。
应注意的是表中RD = SD =0的一行中Q 及y 状态是指RD 、SD 同时变为1后所处的状态是不定的，用Ф表示。
基本RS触发器实验
基本RS触发器实验第5章基本RS触发器5.同步触发器（同步RS触发器）⽬的与要求：1 掌握时序电路的定义、分类、触发器的特点。
2 掌握基本RS触发器的电路结构、⼯作原理、逻辑功能。
3 掌握同步RS触发器的⼯作原理、逻辑功能。
4 掌握触发器逻辑功能的表⽰⽅法。
5 掌握时序电路的⼀些基本概念。
重点与难点：1 基本概念要正确建⽴。
难点：现态、次态、不定状态的正确理解。
2 基本RS触发器的逻辑功能、触发⽅式。
5.1概述⼀、触发器的概念复习：组合电路的定义？构成其电路的门电路有何特点？组合电路与时序电路的区别？门电路：在某⼀时刻的输出信号完全取决于该时刻的输⼊信号，没有记忆作⽤。
触发器：具有记忆功能的基本逻辑电路，能存储⼆进制信息（数字信息）。
触发器有三个基本特性：（1）有两个稳态，可分别表⽰⼆进制数码0和1，⽆外触发时可维持稳态；（2）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转），已转换的稳定状态可长期保持下来，这就使得触发器能够记忆⼆进制信息，常⽤作⼆进制存储单元。
（3）有两个互补输出端，分别⽤Q和Q⼆、触发器的逻辑功能描述：特性表、激励表（⼜称驱动表）、特性⽅程、状态转换图和波形图（⼜称时序图）三、触发器的分类：根据逻辑功能不同：RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和触发器等。
触发⽅式不同：电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。
电路结构不同：基本RS触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器等。
5.2 触发器的基本形式5.2.1 基本RS触发器⼀、由与⾮门组成的基本RS触发器1．电路结构电路组成：两个与⾮门输⼊和输出交叉耦合（反馈延时）。
逻辑图如图（a）所⽰。
逻辑符号如图（b）所⽰。
与⾮门组成的基本RS触发器的特性表⼆、由或⾮门组成的基本RS触发器电路构成：两个或⾮门的输⼊和输出交叉耦合⽽成，如下图所⽰。
逻辑符号：图（b）所⽰。
⼯作原理在与⾮门实现的基本RS触发器的基础上稍作变化。
或⾮门组成的基本RS触发器的特性表5.2.2 同步触发器基本RS触发器的触发⽅式：端的输⼊信号直接控制。
基本rs触发器真值表
基本rs触发器真值表1. 什么是基本rs触发器？基本rs触发器是逻辑电路中最基本的一种触发器之一，它由两个输入端和两个输出端组成，分别为Set（S）端、Reset（R）端、Q输出端和Q'输出端。
基本rs 触发器具有记忆功能，可以在不断地输入电信号的情况下保持其输出状态不变。
2. 基本rs触发器真值表基本rs触发器真值表如下所示：| S | R | Q | Q' || --- | --- | --- | --- || 0 | 0 | Q | Q' || 0 | 1 | 0 | 1 || 1 | 0 | 1 | 0 || 1 | 1 | 无法确定 | 无法确定 |其中，S和R分别表示Set和Reset输入端的输入状态，Q和Q'分别表示输出状态。
3. 特殊情况下的界限状态在实际的应用中，基本rs触发器可能存在一些特殊情况下的界限状态，例如输入S和R同时为1时会导致输入信号的不确定性。
此时，根据不同的电路设计者的需求，输出结果可能不同。
因此，在使用基本rs触发器时需要对其界限状态进行仔细讨论和分析，以确保其输出结果符合预期。
4. 基本rs触发器的应用基本rs触发器在数字电路的设计中具有广泛的应用。
例如，它可以被用于构建各种各样的组合逻辑电路和时序逻辑电路，如存储器和计数器等。
此外，在现代计算机中，基本rs触发器也被用于实现CPU中的寄存器和缓存等功能模块，是计算机硬件设计中不可或缺的一部分。
5. 总结基本rs触发器作为最基本的逻辑电路之一，具有广泛的应用和重要的意义。
虽然其在理论和实践中存在一些特殊情况下的界限状态，但通过仔细的讨论和分析，设计者可以确保其输出结果达到预期。
第十二课时：基本RS触发器、同步RS触发器
三、特性表和特性方程
J 0 0 0 0 1 1 1 1 特性表 K Qn Qn+1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 特性方程 同步JK触发器Qn+1的卡诺图 KQn 00 01 11 10 J
0
1
0 1
1 1
0 0
0 1
J=1 K =× 状 态 J=0 转 K =× 换 图 0 1 J =× K=0
4.2.1 由与非门组成的基本 RS 触发器
一、电路组成
Q
互补输出端， 正常工作时， 它们的输出 状态相反。
Basic Flip - Flop
Q Q
Q
低电平有效 S R
G1
SD 置1端，也 称置位端。 S 即 Set 。 RD
G2
SD 置 0 端，也称 复 位 端 。 R 即 Reset 。
RD
Q = 1，Q = 0 时，称为触发器的 1 状态，记为 Q = 1； Q = 0，Q = 1 时，称为触发器的 0 状态，记为 Q = 0 。
S
三、特性表、特性方程及状态转换图
R 0 0 0 0 1 1 1 1 特性表 S Qn Qn+1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 × 1 1 × 特性方程
Q n1 S RQ n RS = 0(约束条件) CP = 1 期间有效
同步RS 触发器 Qn+1的卡诺图 SQn 00 01 11 10 R 0 1
第 4 章 集成触发器
概 述 基本 RS 触发器
同步触发器 边沿触发器 主从触发器
本章小结
4.1
主要要求：
基本RS触发器
数字电子技术
图4-1（b）所示为基本RS触发器的逻辑符号图，方框下面 输入端的小圆圈表示低电平有效，这是一种约定，只有当所加 信号的实际电压为低电平时才表示有信号，否则就是无信号。 方框上面的两个输出端，一个无小圆圈，为Q 端；一个有小圆 圈，为 Q 端。在正常工作情况下，两者状态是互补的。即一个 为高电平另一个就是低电平，反之亦然。
R
S
现态 Qn
次态 Qn1
说明
0
0Байду номын сангаас
0
1
× 状态不定，不允许
×
表4-1（续）
R
S
现态 Qn
次态 Qn1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
说明 置0 置1
保持原状态
（1）当 R 0，S 1 时，输出 Q 0，R 端称为直接复位端。 （2）当 S 0，R 1 时，输出 Q 1，S 端称为直接置位端。
数字电子技术
基本RS触发器
基本RS触发器的电路组成及 逻辑符号
基本RS触发器的逻辑功能
1.1 基本RS触发器的电 路组成及逻辑符号
如图4-1所示为基本RS触发器的电路结构及逻辑符号图。
（a）电路结构
（b）逻辑符号
图4-1 与非门组成的基本RS触发器
图4-1（a）所示基本RS触发器是由两个与非门交叉 连接构成的，其中 S ，R 是信号输入端，字母上面的反号 表示低电有效，即 S ，R 端为低电平时表示有信号、为高 电平时表示无信号； Q 和 Q 既表示触发器的状态，又是 两个互补的信号输出端。
（1）当 Q 1，Q 0 时，称为触发器的1状态。 （2）当 Q 0，Q 1 时，称为触发器的0状态。
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具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。
展示与交流
1.交流要求：
（1）按照基本R-S触发器内容分组交流。
（2）小组派一个成员演示任务处理结果或处理过程（举例），另一个成员总结任务处理关键（过程、技术、方法、问题等），第3个成员提出改进的方向或意见，依次交流任务派生问题。本组其他成员优先纠偏，然后是其他组成员纠偏。在本组成员未能交流循环时，成员不得重复交流。
（3）交流中注意礼仪。
2.组织交流与评价
（1）交流并记录下列要点：Proteus软件仿真测试R-S触发器的逻辑功能。注意出现的问题，及时纠正。将所测量的数值分别填入下面表格。
R-S触发器逻辑功能测试图：
逻辑功能进行测试，并填写表格。：
触发器输入
触发器输出
Q
1
1→0
0→1
1→0
1
0→1
0
0
（2）对小组进行评价，成绩计入本组学生任务考核（过程考核）成绩。
项目
组别
操作规范
20
任务处理
60
行为养成
20
成绩合计
100
1
2
3
4
5
归纳提升
触发器有置“1”、置“0”，两个稳定状态，即稳态；有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。
课后作业
完成实习报告。
教师启发引导学生
通过视频进行教学。
教师通过视频引导学生进行分析和总结。
组织展示交流，教师按组记录关键要点，便于形成关键路径。
时间分配
教学内容（任务）及过程设计
教学组织或方法
1课时
1课时
导入
在数字电路中，触发器就是存放这些信号的单元。逐步引出课题，并展示教学目标。
新课讲授
一、R-S触发器的结构
可以由或非门组成的基本触发器，也可以由与非门组成的基本触发器，在这种电路中，输入信号是直接加到输入端的。它是触发器的基本电路结构形式，是构成其它类型触发器的基础。
教学目标
认知目标
掌握基本R-S触发器组成、功能及工作原理
能力目标
提高学生的分析能力。
素养目标
培养学生积极进取的意识。
教学重点
掌握基本R-S触发器组成、功能
教学难点
掌握基本R-S触发器的功能
教学准备ห้องสมุดไป่ตู้
环境：多媒体教室
设备、工具：多媒体计算机、投影
教后记
（教学反思）
成功做法：
教学灵感：
学生疑难：
改进措施：
交流中随机进入教学
教师按组记录评价，按小组成绩记入个人任务或过程考核。
师生共同总结本任务的知识点。再请学生复述本节重点内容，
学生独立完成。
《电子技能》教案
项目二触摸式声音报警器
授课教师
班级
审阅
授课日期
学习领域
电子技能实训
学习任务
基本RS触发器
课时
2
教学分析
学习任务内容及定位分析:在学习了基本逻辑门的内容，为本节内容做好了知识铺垫。基本门电路是本书的重点、难点。
学习状况及条件分析:基本RS触发器内容比较抽象，在教学中注意帮助学生理解这一问题。