基本RS触发器

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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?
在此添加您的文本17字
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

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触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号

基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号

基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号将两个与非门的输出端、输入端相互交叉连接,就构成了基本R-S触发器,如下图所示。

正常工作时输出端Q和的逻辑状态相反。

通常用Q端的状态来表示触发器的状态,当Q=0时称触发器为0态或复位状态,Q=1时称触发器为1态或置位状态。

下面分四种情况来讨论触发器的逻辑功能。

(1)RD=1,SD=1。

设触发器处于0态,即Q=0,=1。

根据触发器的逻辑电路图,此时Q=0反馈到门G2的输入端,从而保证了=1;而=1反馈到门G1的输入端,与SD=1共同作用,又保证了Q=0。

因此触发器仍保持了原来的0态。

设触发器处于1态,即Q=1、=0。

=0反馈到门G1的输入端,从而保证了Q=1;而Q=1反馈到门G2的输入端,与RD=1共同作用,又保证了=0。

因此触发器仍保持了原来的1态。

可见,无论原状态为0还是为1,当RD和SD均为高电平时,触发器具有保持原状态的功能,也说明触发器具有记忆0或1的功能。

正因如此,触发器可以用来存放一位二进制数。

(2)RD=0,SD=1。

当RD =0时,无论触发器原来的状态如何,都有=1;这时门G1的两输入端都为1,则有Q=0,所以触发器置为0态。

触发器置0后,无论RD变为1或仍为0,只要SD保持高电平(SD =1),触发器保持0态。

也即无论原状态如何,只要SD保持高电平,RD端加负脉冲或低电平,都能使触发器置0,因而RD端称为置0端或复位端。

(3)RD=1,SD=0。

因SD=0,无论的状态如何,都有Q=1;所以,触发器被置为1态。

一旦触发器被置为1态之后,只要保持RD =1不变,即使SD由0跳变为1,触发器仍保持1态。

SD端称为置1端或置位端。

(4)RD=0,SD=0。

基本RS触发器实验

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。

RS触发器课件

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,所以
所以所以
所以
触发信号是
触发信号是触发信号是
触发信号是低电平有效
低电平有效低电平有效
低电平有效。
。。

Q
Q
0
1

在在
在SD端加低电平触发信号
端加低电平触发信号端加低电平触发信号
端加低电平触发信号:
::
:即
即即

0
1
1
0
RDSDSD=0
RD=1
Q=1
即触发器置
即触发器置即触发器置
即触发器置“
““
“1”,
,,
,SD是置
是置是置
是置“
““
“1”的信
的信的信
的信

号号

Q=0

注注
注:
::
:Q=0反馈回来
。。
。功能表
功能表功能表
功能表
逻辑符号
逻辑符号逻辑符号
逻辑符号Q
Q
SDRDS
R
QQn Qn0 1
10
1* 1*
11
0 1
10
0 0
Qn+1 Qn+1RDSD1
1
触发器的触发翻转10
& A0
1
0
& B电路要改变状态必须加入触发信
电路要改变状态必须加入触发信电路要改变状态必须加入触发信
电路要改变状态必须加入触发信

号号
号,
,,

RS触发器

RS触发器

基本触发器的设计预备知识:RS触发器是一种基本的触发器一触发器1触发器的概念触发器: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)。

触发器有二个基本特性:( 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;触发器的两个稳定状态①Q=1,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;②Q=0,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,端称为触发器的非端或0端。

( 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 )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。

二、RS触发器的知识1 基本RS触发器原理图2-1是由两个“与非”门构成的基本R-S触发器。

RD、SD是两个输入端,Q及Qn是两个输出端。

图2-1 RS触发器2 稳定状态正常工作时,触发器的Q 和Qn 应保持相反,因而触发器具有两个稳定状态:① Q=1,Qn=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,Qn=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,Qn 端称为触发器的非端或0端。

3 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,Qn 为1,由于“与非”门2的输入全是1,Q 端应为0。

称触发器为状态,R D 为置0端② 当RD =1,SD =0时,不论触发器的初始状态如何,Q 为1,从而使Qn 为0。

称触发器为1状态,SD 置1端。

第十二课时:基本RS触发器、同步RS触发器

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

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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CP J K
状态表
Qn+1 功能
1 1 1 1
0 0 1 1
0 1 0 1
Qn 0 1 Qn
保持 置0 置1 翻转(计数)
从表5.3.2中可知: (1) 当J=0,K=1时,Qn+1=JQn+KQn , 置“0”。 (2) 当J=1, K=0时, Qn+1 =JQn+KQn ,置“1”。
(3) 当J=0,K=0时,Qn+1=Qn,保持不变。 (4) 当J=1,K=1时,Qn+1=Qn ,翻转或称计数。 所谓计数就是触发器状态翻转的次数与CP脉冲输 入的个数相等,以翻转的次数记录CP的个数。波 形图如图5.3.3所示。
(b) D 触发器的简化电路
将S=D、R=D代入同步RS触发器的特性方程,得 同步D触发器的特性方程:
Q
n +1
= S + R Q = D + DQ = D
n n
CP=1期间有效 期间有效
D=1/
状 态 图 波 形 图
0/
0 0/
1
1/
CP D Q Q
在数字电路中, 时钟脉冲控制下, 在数字电路中,凡在CP时钟脉冲控制下, 情况的不同,具有置0 根据输入信号D情况的不同,具有置0、置 功能的电路, 触发器。 1功能的电路,都称为D触发器。
四、同步触发器 存在的问题 空翻现象。空翻现象就是在CP=1期间,触发器 CP=1期间, CP=1期间 的输出状态翻转两次或两次以上的现象。 如图 5.3.4所示,第一个CP=1期间Q状态变化的情况
CP J K Q “0” “1” “0”
图 5.3.4 空翻波形图
§5.4 边沿触发器 一、TTL边沿 触发器 边沿JK触发器 边沿 触发器
特性表
T 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 Q n +1 0 1 1 0 功能
逻辑符号
Q Q
Q n +1 = Q n Q n +1 = Q
n
保持
1T C1
翻转
T
CP
T触发器特性方程: 触发器特性方程: 触发器特性方程
Q
n +1
= TQ + T Q = T ⊕ Q
n n
n
触发器的特性方程比较, 与JK触发器的特性方程比较,得: 触发器的特性方程比较
3、波形图
CP J K Q Q
图 5.3.3.
波形图
同步D触发器( 锁存器) 三、同步D触发器(D锁存器)
Q Q Q Q Q G1 & G3 & S 1 CP & G2 & G4 R G1 & G3 & S & G2 & G4 R Q
1D
C1
D (a) D 触发器的构成
D
CP (c)
D
CP 逻辑符号
Q Q
工作原理
G1 & G3 Qm G5 & G7 & G2 G4
J = T K = T
电 路 图
1 1J C1 1K CP Q Q
状 态 图
0
1
时 序 图
CP Q Q
触发器→ 3、D触发器→T触发器
D =T ⊕Q
T =1 1D C1
n
Q Q
CP
触发器→ 4、D触发器→T'触发器
D=Q
1D CP C1
n
Q Q
§5.5 主从触发器
主从RS触发器 一、主从 触发器
Q Q
1
≥1 & A & B S Q3 & G3 G4 G1 G2
≥1 Q & C & D R Q4 & J CP K Q
电 路 组 成
J
CP
K
J
CP (a)
K (b)
图5.4.1 逻辑电路; (a) 逻辑电路;
负边沿JK触发器 负边沿JK触发器 JK触发器 (b) (b) 逻辑符号
2. 功能分析
触发器的两个特点 它有两个稳定状态, 它有两个稳定状态,“0”和“1”。 和 。 在输入信号作用下,两个稳态可相互转换。 在输入信号作用下,两个稳态可相互转换。 按功能分 按结构分 按触发方式分
RS、 JK、D、T和T′型触发器 、 、 、 和 型触发器
基本、 同步、主从、 基本、 同步、主从、维持阻塞和边沿型触发器
1. 状态表
表5.2
输 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 1 入 Qn 0 1 0 1 0 1 0
状态表
输出 Qn+1 × × 0 0 1 1 0 1 保持不变 置1 置0 不定 逻辑功能
2. 特征方程式 根据表5.2画出卡诺图如图5.2.2所示, 化简得: Q n +1 = S + RQ n (约束条件 约束条件) R+S=1 (约束条件)
逻辑符号 特性表
Qn 0 1 Q n +1 1 0 功能
Q
Q
Q n +1 = Q n
翻转
C1
CP
T '触发器特性方程: 触发器特性方程:
Q
n +1 n
Q n +1 = Q n
n n
变换T'触发器的特性方程:
= Q = 1⋅ Q + 1 ⋅ Q
触发器的特性方程比较, 与JK触发器的特性方程比较,得: 触发器的特性方程比较
触发器和T 三、T触发器和 ‘触发器 触发器和 1、JK触发器 触发器→T触发器 、 触发器 触发器
在数字电路中,凡在CP时钟脉冲控制下 根据输入信号T取 时钟脉冲控制下, 在数字电路中,凡在 时钟脉冲控制下,根据输入信号 取 值的不同,具有保持和翻转功能的电路,即当T= 时能保持状 值的不同,具有保持和翻转功能的电路,即当 =0时能保持状 态不变, = 时一定翻转的电路 都称为T触发器 时一定翻转的电路, 触发器。 态不变,T=1时一定翻转的电路,都称为 触发器。
第5章 触发器 章
基本RS触发器 基本RS触发器 RS 同步触发器 边沿触发器 边沿触发器 维持阻塞D触发器 维持阻塞D触发器 又称维阻D触发器) (又称维阻D触发器)
§5.1

概述
触发器(Flip Flop,简写为FF)是 具有记忆功能 记忆功能的单元电路,由门电路构 记忆功能 成,专门用来接收存储输出0、1代码。 它有双稳态、 单稳态和无稳态触发器 (多谐振荡器)等几种。
SQ n R 0 1 × 1 × 1 0 1 0 0 00 01 11 10
图5.2.2
卡诺图
3、 波形图
如图5.2.3所示, 画图时应根据功能表 5.2.3所示, 所示 来确定各个时间段Q 的状态。 来确定各个时间段Q与Q的状态。
S R
Q Q
状 态 不 定
图5.2.3
波形图
§5.3 同步触发器 一、同步RS触发器 同步 触发器 1. 电路组成 同步RS触发器的电路组成如图5.3.1所示。 同步RS触发器的电路组成如图5.3.1所示。 RS触发器的电路组成如图5.3.1所示 图中, 是直接置0 图中, RD 、 SD、是直接置0、置1端,用来 设置触发器的初状态。 设置触发器的初状态。 功能分析 2. 功能分析 同步RS RS触发器的逻辑电路图和逻辑符号 同步RS触发器的逻辑电路图和逻辑符号 如图5.3.1所示。 5.3.1所示 如图5.3.1所示
Q
Q
& RD R′ &
& SD S′ & R CP S Q RD Q SD
R
CP (a)
S (b)
同步RS触发器 RS触发器 图5.3.1 同步RS触发器 逻辑电路; (a) 逻辑电路; (b) 逻辑符号
CP=0, R′=S′=1时 保持不变. 当CP=0, R′=S′=1时,Q与 Q 保持不变.
CP
波 形 图
R S Q Q
不 变
置 1
不 变
置 不 置 0 变 1
不 置 变 0
不 不 变 变
Байду номын сангаас
不 变
二、同步 JK 触发器
1、 电路组成
Q Q
&
& SD Q RD CP Q SD
SD
R & &
S
K K CP (a) J (b)
J
图5.3.2 同步JK触发器 (a) 逻辑电路; (b) 逻辑符号
上升沿、下降沿触发器和高电平、 上升沿、下降沿触发器和高电平、 低电平触发器。 低电平触发器。
触发器的逻辑功能的描述 状态表
激励表
特征方程式
状态转换图
波形图
基本RS触发器 §5.2 基本 触发器
一、电路组成
它由两个与非门(或者或非门)的输入和输出 交叉连接而成,如图5.2.1所示,有两个输入端R和 S(又称触发信号端);R为复位端,当R有效时,Q 变为0,故也称R为置0端;S为置位端,当S有效时, Q变为1,称S为置“1”端;还有两个互补输出端Q和 Q。当Q=1,Q =0; 反之亦然。
,S′= 当CP=1, R′= RCP ,S′= CP=1, SCP , 代入基本RS触发器的特征方程得: Qn+1=S+ R Qn R·S=0 (约束条件)
表5.3.1 功能表
CP 1 1 1 1 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 Qn+1 Qn 1 0 × 功能 保持 置1 置0 不定
Q
Q
Q
Q
Q
Q
&
& S R R (b) R R (c) S S
S (a)
R
S
图5.2.1
基本RS 基本RS触发器
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