基本sr触发器相关概念
rs触发器ppt课件
功耗问题
随着集成电路规模的扩大，功耗问题 日益突出，如何降低RS触发器的功 耗是一个重要挑战。
可靠性问题
在高温、高湿等恶劣环境下，RS触 发器的可靠性可能受到影响，导致电 路性能下降或失效。
针对性解决方案设计思路展示
噪声抑制技术
时钟同步技术
采用滤波、屏蔽等措施，有效抑制电磁干 扰和电源噪声对RS触发器的影响。
输出信号连接方式
将触发器的输出端连接到 负载上，注意负载的额定 电压和电流要符合触发器 的规格要求。
关键参数指标解读
触发电压
指使触发器状态发生变化的最 小输入信号电压值，一般与电
源电压有关。
触发电流
指使触发器状态发生变化的最 小输入信号电流值，一般与输 入电阻和电源电压有关。
输出电平
指触发器输出端口的电平状态 ，包括高电平和低电平两种状 态，与输入信号的电平和极性 有关。
存储单元的实现
将多个RS触发器组合起来，可以构成一个存储单元，用于存储二 进制数据。
计数器的设计
利用RS触发器和其他逻辑门电路可以设计出各种计数器，如二进 制计数器、十进制计数器等。
04
RS触发器性能评估及优化策略
性能评估指标体系构建
响应速度
衡量触发器从接收到信号到产生输出所需的 时间。
噪声容限
06
RS触发器发展趋势预测与展望
当前存在问题和瓶颈分析
触发精度不足
目前RS触发器在触发精度方面存 在不足，难以满足高精度应用需
求。
功耗较高
RS触发器在工作过程中功耗较高 ，不利于低功耗设计。
稳定性差
RS触发器在复杂环境下工作时， 容易出现误触发等问题，稳定性
有待提高。
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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。
数电第4章触发器课件
与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。
结构特征:由组合逻辑电路和存储电路组成,电路中存在反馈。 锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。
2
4.1 概述 一、触发器的概念及特点 １.概念：
FF: (Flip-Flop, 简称FF)能够存储１位二进制信号 的基本单元电路。
２.特点： （１）有两个稳定的状态：０状态和１状态。 （２）在触发信号控制下，根据不同输入信号可置成 0或1状态。 （触发信号为时钟脉冲信号）
第4章 触发器
4.1 概述
4.2 基本SR触发器（SR锁存器）
4.3 同步触发器（电平触发）
4.4 主从触发器（脉冲触发）
4.5 边沿触发器（边沿触发） 4.6 触发器的逻辑功能及描述方法 4.7 集成触发器 4.8 触发器应用举例
作业题
【5】【6】【8】【11】
1
时序逻辑电路与锁存器、触发器： 时序逻辑电路: 工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅
1、电路结构 以基本SRFF为基础，增加两个与非门。
置1端 时钟信号 (高电平有效) （同步控制）
置 0端 (高电平有效)
图4-5 同步SRFF
13
2、工作原理
分析CLK=0时： 有 SD’ =RD’=1， 则Q、Q’不变。 分析CLK=1时： （1）S=R=0时，有SD’ =RD’=1：Q、Q’不变(保持原态） （2）S =0, R=1：输出Q=0, Q’=1 （置0状态） （3）S =1, R=0：Q=1, Q’=0 （置1状态） （4）S=R=1：Q=Q’=1（未定义状态）
t t
1
主
O
Q
从
O
图4-13 主从JKFF波形
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。
RS触发器和SR触发器课件
0Q
0.
& G1
1 1 S
Q1
.1
& G2
0 1
R
--精品--
设原态为“1” 态
当 S=1， R=1时，
触发器保持 原来的状态， 即触发器具 有保持、记 忆功能。
触发器保持
“1”态不
1Q 变
Q0
1.
.0
& G1 0
S1
& G2 1
R1
--精品--
(4) S =0， R = 0
“1”态
0 t
Q
0
--精品--
t
2. 主从JK 触发器
Q
1）电路结构
逻辑符号
Q
Q
1J CI 1K J CP K
G1 &
反 馈 G3 & 线 Qm
G5 &
G7 &
J
--精品--
Q
& G2
从 & G4
Qm & G6
1 G9
主 & G8
K
CP
分析JK触发器的 逻辑功能
0
1
Q
Q
(1)J=1, K=1 设触发器原 态为“0”态
--精品--
5.2 电平触发的触发器
一、电路结构与工作原理
带异步置1、置0输入端的电平触发SR触发器
SD，RD 用于预置触 发器的初始状态，
工作过程中应处于 高电平，对电路工作 状态无影响。
--精品--
电平触发SR触发器特性表
CP
S
R Qn Qn+1
功能
0
×
××
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
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
SR触发器原理解析
JHR
④次态Qn+1－某个时钟脉冲作用后触发器的状态， 即新态，也称现态。
2.表达时钟触发器的逻辑功能，常采用的四种形 式
①功能真值表
功能真值表以表格的形式表达在一定的控制输 入下，在时钟脉冲作用前后，初态Qn向次态Qn＋1转 化的规律，通常也称“状态转换真值表”。
Q、Q 是触发器的输出端，当Q＝0，Q＝1时，称
触发器状态为0；Q＝1，Q ＝0时称触发器状态为1。 即用触发器Q端的值表示触发器的状态。
S、R是触发器的信号输入端，S 端称为触发器的 置1（或称为置位）输入端；R 端称为触发器的复0 （或称为复位）输入端。根据与非门的逻辑关系有：
（1）当 R ＝0，S ＝1时，则 Q ＝1，Q＝0，触
式触发器。 所谓时钟触发器的触发方式是指时钟触发器在
CP脉冲的什么时刻接收控制输入信号，并且可改变 状态。
1.同步式触发器的触发方式 现以同步式DR
工作原理
在CP脉冲为低电平时门 3、门4被封锁，这时不 管输入信号D是“0”，
还是“1”，它们的输R 出S 、 均为高电平，
门1、门2是基本触发器，
在R S、 均为高电平时，
不可能改变原状态。
发器只有一个控制输入端T。 1.T触发器逻辑电路图
JHR
T触发器功能真值表
2.功能真值表
JHR
3.激励表
T触发器激励表
4.状态转换图
JHR
5.特性方程
Qn1 TQ n T Qn
T＝0时，触发器保持原状态不变，即Qn+1＝Qn;
T＝1时，触发器翻转，即Qn+1＝ Q n 。
JHR
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集成触发器的概念及分类
触发器在某一时刻的输出状态（称为次态）不仅取决于输入信号，还与触发器原状态（称为现态）有关。
触发器具有记忆功能。
集成触发器具有以下特点：(1) 它有两个稳定状态，即0态和1态；(2) 在一定的外界输入信号作用下，触发器从一个稳定状态转到另一个稳定状态；(3) 在输入信号消失后，能将新的电路状态保存下来。
在数字电路中，集成触发器是构成计数器、寄存器和移位寄存器等电路的基本单元，也可作为控制逻辑电路使用。
所谓的稳定状态，是指在没有外界信号作用时，触发器电路中的电流和电压均维持恒定的数值。
集成触发器逻辑功能的描述方法可用真值表、函数表达式、时序图(输入、输出信号
对应波形图)等方法来表示。
触发器的种类很多，主要从电路功能分为：SR、JK、D、T、Tˊ五种触发器；从触发器的输入端是否有时钟脉冲CP来说，分为有时钟输入的时钟触发器和无时钟输入的基本触发器；从触发方式分为：电平触发和边沿触发，边沿触发器抗干扰能力强；从器件导电类型上看有TTL触发器和CMOS触发器等。
基本SR触发器
（一）电路结构
基本SR触发器是由两个与非门作正反馈连接而构成的，如图4.1（a）所示。
它有两个输入端、（低电平有效），、是它的两输出端，且输出状态是互补的，当=1、=0时，称触发器为1态；当=0、=1时，称触发器为0态；而与状态相同时，既不是0态，也不是1态，是不允许状态。
它的逻辑符号如图4.1（b）所示。
（二）工作原理
由图4.1（a）分析逻辑关系如下：
1. 保持状态。
当输入端接入==1的电平时，如果基本SR触发器现态=1、=0，则触发器次态=1、=0；若基本SR触发器的现态=0、=1，则触发器次态=0、=1。
即==1时，触发器保持原状态不变。
2. 置0状态。
当=1，=0时，如果基本SR触发器现态为=1、=0，因=0，会使
=1，而=1与=1共同作用使端翻转为0；如果基本SR触发器现态为=0、=1，同理会使=0，=1。
只要输入信号=1，=0，无论基本SR触发器的输出现态如何，均会使输出
次态置为0
态。
（a）逻辑图 (b) 逻辑符号 (c)波形图
图4.1 基本SR触发器
3. 置1状态。
当=0、=1时，如果触发器现态为=0、=1，因=0，会使G
1
的输出端
次态翻转为1，而=1和=1共同使G
2
的输出端=0；同理当=1、=0，也会使触发器的次态输出为=1、=0；只要=0、=1，无论触发器现态如何，均会将触发器置1。
4. 不定状态。
当==0时，无论触发器的原状态如何，均会使=1，=1。
当脉冲去掉
后，和同时恢复高电平后，触发器的新状态要看G
1和G
2
两个门翻转速度快慢，所以称=
=0是不定状态，在实际电路中要避免此状态出现。
基本SR触发器的输出端随输入电平和变化的波形图如图4.1（C）所示。
表4.1是基本SR触发器功能真值表，用它来描述SR触发器的逻辑功能。
由表4.1化简得到逻辑功能表达式（也称为特性方程）如式4.1所示，，称之为约束条件。
表4.1 基本SR触发器功能真值表
功能
00不定
011置1
1
0置0
11保持
综上所述基本SR触发器具有置0、置1、保持功能且不允许与同时为0，集成产品74LS279就是这种四SR触发器。
对应的特性方程为：（4.1）
其中，表示现态，即原态。
表示次态，即新状态。
(三) 时钟触发器的概念
上述所讲的基本SR触发器，因为没有时钟信号，则当输入置0或置1信号出现时刻，输出状态随之变化。
没有一个统一的节拍控制，这在数字系统中是很不方便的，在实际应用中，更多的应用场合要求触发器按一定的节拍动作，于是在触发器的输入端加入一时钟信号，称之为时钟触发器。
4.1.3 同步SR触发器
(一) 电路结构
图4.2（a）是一同步SR触发器的逻辑图，它只是在原基本SR触发器的基础上加两控制门、，、是、的输出。
图4.2（b）是同步SR触发器的逻辑符号。
(二) 工作原理
在图4.2（a）中，当CP＝0时，门和被封锁，这时不管输入信号S、R如何变化，
＝＝1，则触发器保持原态不变。
当CP＝1时，，＝＝1，触发器是保持状态；，＝0，＝1，触发器置1；，＝1，＝0，触发器置0。
表4.2是同步SR触发器的功能真值表，由表4.2可见，S和R是不允许同时为1的。
即要求，称之为约束条件，由表4.2化简可得特性方程为：
CP=1时有效（4.2）
表4.2 同步SR触发器功能真值表
功能
00不定
011置1
100置0
11保持
同步SR触发器在CP＝1期间接收输入信号，并改变输出状态。
称之为高电平触发方式，也称电平触发。