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触发器基本原理

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1、基本 RS 触发器 1 基本 RS 触发器的工作原理基本 RS 触发器的电路如图 1（a）所示。它是由两个与非门，按正反馈方式闭合而成，也可以用两个或非门按正反馈方式闭合而成。图（b）是基本 RS 触发器逻辑符号。基本 RS 触发器也称为闩锁（Latch）触发器。 (a) (b) 图 1 基本 RS 触发器电路图和逻辑符号定义 A 门的一个输入端为 Rd 端，低电平有效，称为直接置“0”端，或直接复位端（Reset），此时 Sd 端应为高电平；B 门的一个输入端为 Sd 端，称为直接置“1”端，或直接置位端（Set），此时 Rd 端应为高电平。我们定义一个与非门的输出端为基本 RS 触发器的输出端 Q ，图中为 B 门的输出端。另一个与非门的输出端为 Q 端，这两个端头的状态应该相反。因基本 RS 触发器的电路是对称的，定义 A 门的输出端为 Q 端，还是定义 B 门的输出端为 Q 端都是可以的。一旦 Q 端确定， Rd 和 Sd 端就随之确定，再不能任意更改。 2 两个稳态这种电路结构，可以形成两个稳态，即 Q =1，Q=0，Q=0，Q =1 当 Q=1 时，Q=1 和 Rd

2、 =1 决定了 A 门的输出，即 Q=0 ， Q=0 反馈回来又保证了 Q=1 ；当 Q=0 时，Q=1，Q=1 和 Sd =1 决定了 B 门的输出，即 Q=0，Q=0 又保证了 Q =1 。在没有加入触发信号之前，即 Rd 和 Sd 端都是高电平，电路的状态不会改变。 3 触发翻转电路要改变状态必须加入触发信号，因是与非门构成的基本 RS 触发器，所以，触发信号是低电平有效。若是由或非门构成的基本 RS 触发器，触发信号是高电平有效。 Rd 和 Sd 是一次信号，只能一个一个的加，即它们不能同时为低电平。在 Rd 端加低电平触发信号，Rd =0，于是 Q =1 ， Q =1 和 Sd =1 决定了 Q=0 ，触发器置“0”。 Rd 是置“0”的触发器信号。 Q=0 以后，反馈回来就可以替代 Rd =0 的作用， Rd=0 就可以撤消了。所以， Rd 不需要长时间保留，是一个触发器信号。在 Sd 端加低电平触发信号，Sd =0，于是 Q =1 ， Q =1 和 Rd =1 决定了 Q=0 ，触发器置“1”。但 Q=0 反馈回来， Sd =0 才可以撤消， Sd 是置“1”的触

3、发器信号。如果是由或非门构成的基本 RS 触发器，触发信号是高电平有效。此时直接置“0”端用符号 Rd；直接置“1”端用符号 Sd。 4 真值表和特征方程以上过程，可以用真值表来描述，见上表。表中的 Qn 和 Qn 表示触发器的现在状态，简称现态；Qn+1 和Qn+1 表示触发器在触发脉冲作用后输出端的新状态,简称次态。对于新状态 Qn+1 而言，Qn 也称为原状态。上表真值表表中 Qn=Qn+1 表示新状态等于原状态，即触发器没有翻转，触发器的状态保持不变。必须注意的是，一般书上列出的基本 RS 触发器的真值表中，当 Rd =0、 Sd =0 时，Q 的状态为任意态。这是指当 Rd 、Sd 同时撤消时，Q 端状态不定。若当 Rd =0、Sd =0 时，Q =1，状态都为“1”，是确定的。但这一状态违背了触发器 Q 端和 Q 端状态必须相反的规定，是不正常的工作状态。若 Rd 、Sd 不同时撤消时，Q 端状态是确定的，但若 Rd 、Sd 同时撤消时，Q 端状态是不确定的。由于与非门响应有延迟，且两个门延迟时间不同，这时哪个门先动做了，触发器就保持该状态，这一点一定不要误解。但具体

4、可见例 1 。把上表所列逻辑关系写成逻辑函数式，则得到利用约束条件将上式化简，于是得到特征方程例 1：画出基本 RS 触发器在给定输入信号 Rd 、和 Sd 的作用下，Q 端和 Q 端的波形。输入波形如图 2所示。解：此例题的解答见图 2 的下半部分。图 2 例 1 的解答波形图 5 状态转换图对触发器这样一种时序数字电路，它的逻辑功能的描述除了用真值表外，还可以用状态转换图。真值表在组合数字电路中已经采用过，而状态转换图在这里是第一次出现。实际上，状态转换图是真值表的图形化，二者在本质上是一致的，只是表现形式不同而已。基本 RS 触发器的状态转换图如图 3 所示。图中二个圆圈，其中写有 0 和 1 代表了基本 RS 触发器的两个稳态，状态的转换方向用箭头表示，状态转换的条件标明在箭头的旁边。从“1”状态转换到“0”状态，为置“0”，对应真值表中的第一行；从“0”状态转换到“1”状态，为置“1”，对应真值表中的第二行；从“0”状态有一个箭头自己闭合，即源于“0”又终止于“0”，对应真值表的第一行置“0”和第三行的保持；从“1”状态有一个箭头自己闭合，即源于“1”又终止于“

5、1”，对应真值表的第二行置“1”和第三行的保持。图 3 基本 RS 触发器的状态转换图 6 集成基本 RS 触发器 (1)TTL 集成 RS 触发器图 4 所示 TTL 集成基本 RS 触发器 74279、74LS279 的逻辑电路和引出端功能图。在一个芯片上，集成了两个如图 4(a)所示的电路和两个如图 4(b)所示的电路，共 4 个触发器。图 4 (a)单触发电路 (b)两个触发端电路 (c)引出端功能图 (2)CMOS 集成 RS 触发器 CC4043 CC4043 中集成了 4 个基本 RS 触发器，逻辑符号如图 5 所示。图 5 CC4043)引出端功能图同步时钟 RS 触发器 1 同步时钟触发器引出基本 RS 触发器具有置“0”和置“1”的功能，这种功能是由触发信号决定的，什么时刻来 Rd 或 Sd 信号就什么时刻置“0”或置“1”。也就是说 Rd 或 Sd 到来，基本 RS 触发器随之翻转，这在实际应用中会有许多不便。在一个由多个触发器构成的电路系统中，各个触发器会有所联系，一旦有一个发生翻转，其它与之连接的触发器会陆续翻转。这在各触发器的时间关系上难于控制，弄不好会在各触发器的状态转换关系上造成错乱。为此我们希望有一种这样的触发器，它们在一个称为时钟脉冲信号（Clock Pulse）的控制下翻转，没有 CP 就不翻转，CP 来到后才翻转。至于翻转成何种状态，则由触发器的数据输入端决定，或根据触发器的真值表决定。这种在时钟控制下翻转，而翻转后的状态由翻转前数据端的状态决定的触发器，称为时钟触发器。关注我的微信公众账号，“电路图“, 或者微信公众号 dialutu, 每周发一到两个最好的精品电路和设计技巧。 (注意 dia 后面没有 n，注册的时候敲错了，腾讯不让改，杯具)，扫描右面二维码也可以直接关注。扫描二维码关键词：基本触发器原理

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