什么是RS觸發(fā)器？為什么使用RS觸發(fā)器呢?

RS觸發(fā)器是構(gòu)成其它各種功能觸發(fā)器的基本組成部分。又稱為基本RS觸發(fā)器。結(jié)構(gòu)是把兩個(gè)與非門或者或非門G1、G2的輸入、輸出端交叉連接。

RS觸發(fā)器，也有人叫它RS鎖存器，用于實(shí)現(xiàn)“記憶”電路狀態(tài)/數(shù)據(jù)功能的東西 。問過學(xué)過數(shù)電的人，有說觸發(fā)器和鎖存器對(duì)信號(hào)的觸發(fā)方式雖然不同但是工作原理其實(shí)一樣的，觸發(fā)器是邊沿變化，鎖存器是電平變化....但是兩者的邏輯圖和原理都一樣的，所以在這就不做區(qū)分了。

首先RS觸發(fā)器的邏輯電路圖長這樣：

RS觸發(fā)器可以用與非門實(shí)現(xiàn)或者用或非門也行，我這里以或非門為例子。

· 為什么這個(gè)電路能夠?qū)?

一開始知道這個(gè)電路圖是能工作的我是不理解的....為什么居然可以用“未知的輸出”去當(dāng)作輸入?

然而據(jù)他人指出，實(shí)際上我是陷入了一個(gè)認(rèn)知誤區(qū)，認(rèn)為電路的輸入端一定要人工設(shè)置高低電平(0、1)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際上就算我們不設(shè)置Q、非Q端為0，它也是默認(rèn)接地的，即默認(rèn)是0的....

· S，R，Q，非Q代表什么?

Q代表這個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)，Q=1時(shí)，即表示當(dāng)前觸發(fā)器狀態(tài)為1。

S代表置位，當(dāng)設(shè)置S=1，R=0時(shí)，由于S=1，不管設(shè)置前的Q的狀態(tài)是0還是1，由或非真值表我們知道，輸出結(jié)果總是為0!即非Q=0。又因?yàn)榉荙=0，R=0，此時(shí)由真值表可知Q=1。即我們稱S=1是我們希望這個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)為1。在或非門中這種狀態(tài)被稱為“置一”。

R代表復(fù)位，當(dāng)設(shè)置R=1，S=0時(shí)，由于R=1，不管設(shè)置前的非Q狀態(tài)是0還是1，都有輸出結(jié)果為0,即Q=0，即我們稱R=1是我們希望觸發(fā)器的狀態(tài)能被復(fù)位回0的狀態(tài)。(當(dāng)然啦，Q=0后，因?yàn)镾=0，Q=0，所以又有非Q=1.)在或非門中這種狀態(tài)被稱為“置零”。

非Q，我的理解是“一個(gè)輔助”，輔助這個(gè)電路構(gòu)成這樣奇特的結(jié)構(gòu)——能夠?qū)崿F(xiàn)“保存Q狀態(tài)”的功能，非Q和Q是互補(bǔ)關(guān)系。

工作原理

基本RS觸發(fā)器的邏輯方程為：

(注：

以用與非門構(gòu)成的RS鎖存器為例)(低電平有效)

約束方程：S+R=1(R與S不能同時(shí)為0，至少有一個(gè)為1)

根據(jù)上述兩個(gè)式子得到它的四種輸入與輸出的關(guān)系:

S'=0，R'=1：無論觸發(fā)器原來處于何種狀態(tài)，由于S=1，則Q=1，Q非=0，觸發(fā)器處于“1”態(tài)(或稱置位狀態(tài))。觸發(fā)器的狀態(tài)是由S所決定的，稱S為直接置位端。

S'=1，R'=0：無論觸發(fā)器原來處于何種狀態(tài)，由于R=1，則Q=0，Q非=1，觸發(fā)器處于“0”態(tài)(或稱復(fù)位狀態(tài))。觸發(fā)器的狀態(tài)是由R所決定的，稱R為直接復(fù)位端。

S'=1，R'=1：觸發(fā)器維持原來狀態(tài)不變。

S'=0，R'=0：此時(shí)無法確定觸發(fā)器的狀態(tài)。一般這是不允許的，因此觸發(fā)器的輸入端S、R不能同時(shí)為1。

如上所述，當(dāng)觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端加入不同邏輯電平時(shí)，它的兩個(gè)輸出端Q和Q非有兩種互補(bǔ)的穩(wěn)定狀態(tài)。一般規(guī)定觸發(fā)器Q端的狀態(tài)作為觸發(fā)器的狀態(tài)。通常稱觸發(fā)器處于某種狀態(tài)，實(shí)際是指它的Q端的狀態(tài)。Q=1、Q非=0時(shí)，稱觸發(fā)器處于1態(tài)，反之觸發(fā)器處于0態(tài)。R=1，S=0，使觸發(fā)器置1，或稱置位。因置位的決定條件是S=0,故稱S 端為置1端。R=0,S=1時(shí)，使觸發(fā)器置0，或稱復(fù)位。

同理，稱R端為置0端或復(fù)位端。若觸發(fā)器原來為1態(tài)，欲使之變?yōu)?態(tài)，必須令R端的電平由1變0，S端的電平由0變1。這里所加的輸入信號(hào)(低電平)稱為觸發(fā)信號(hào)，由它們導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換過程稱為翻轉(zhuǎn)。由于這里的觸發(fā)信號(hào)是電平,因此這種觸發(fā)器稱為電平控制觸發(fā)器。從功能方面看，它只能在S和R的作用下置0和置1，所以又稱為置0置1觸發(fā)器，或稱為置位復(fù)位觸發(fā)器。其邏輯符號(hào)如圖7.2.1(b)所示。由于置0或置1都是觸發(fā)信號(hào)低電平有效，因此，S端和R端都畫有小圓圈。

3.當(dāng)RS端均無效時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。

觸發(fā)器保持狀態(tài)時(shí)，輸入端都加非有效電平(高電平)，需要觸發(fā)翻轉(zhuǎn)時(shí)，要求在某一輸入端加一負(fù)脈沖，例如在S端加負(fù)脈沖使觸發(fā)器置1，該脈沖信號(hào)回到高電平后，觸發(fā)器仍維持1狀態(tài)不變，相當(dāng)于把S端某一時(shí)刻的電平信號(hào)存儲(chǔ)起來，這體現(xiàn)了觸發(fā)器具有記憶功能。

4.當(dāng)RS端均有效時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不確定。

在此條件下，兩個(gè)與非門的輸出端Q和Q非全為1，在兩個(gè)輸入信號(hào)都同時(shí)撤去(回到1)后，由于兩個(gè)與非門的延遲時(shí)間無法確定，觸發(fā)器的狀態(tài)不能確定是1還是0,因此稱這種情況為不定狀態(tài)，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。從另外一個(gè)角度來說，正因?yàn)镽端和S端完成置0、置1都是低電平有效，所以二者不能同時(shí)為0。

此外,還可以用或非門的輸入、輸出端交叉連接構(gòu)成置0、置1觸發(fā)器,其邏輯圖和邏輯符號(hào)分別如圖7.2.2(a)和7.2.2(b)所示。這種觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)是高電平有效，因此在邏輯符號(hào)的S端和R端沒有小圓圈。

該觸發(fā)器的作用?

正常情況下，我們都是要么“S=1，R=0”，要么“S=0，R=1”.

如果突然斷電了!哎，S=R=0了!那我們怎么保持Q的狀態(tài)不改變呢?——這就是觸發(fā)器的作用。

當(dāng)電路上一秒還在“S=0,R=1”狀態(tài)時(shí)(此時(shí)Q=0，非Q=1)，突然變成了“S=0,R=0”，此時(shí)我們會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn)，由于Q=0，S=0，非Q仍然是1，非Q=1，R=0，Q仍然是0，不變!這就做到了保持Q的狀態(tài)!這正是這個(gè)電路的奇特之處。