[科普中國(guó)]-復(fù)位/置位觸發(fā)器

復(fù)位/置位觸發(fā)器又被稱(chēng)為RS觸發(fā)器，是由兩個(gè)與非門(mén)交叉耦合構(gòu)成的具有復(fù)位和置位功能的觸發(fā)器。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，故又稱(chēng)為基本RS觸發(fā)器?；綬S觸發(fā)器的用途之一是構(gòu)成“防抖動(dòng)電路”。

基本概念在數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常需要具有記憶能力的電路，觸發(fā)器就是一種常用的具有記憶功能、能存儲(chǔ)數(shù)字信息的基本邏輯單元，它具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，能記憶一位二進(jìn)制信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)這種記憶功能，觸發(fā)器必須具備以下三個(gè)基本特點(diǎn)：

①它有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài):0狀態(tài)和1狀態(tài)；

②在不同的輸入情況下，它可以被置成0狀態(tài)或1狀態(tài)；

③當(dāng)輸入信號(hào)消失后，所置成的狀態(tài)能夠保持不變。

復(fù)位/置位觸發(fā)器又被稱(chēng)為RS觸發(fā)器1，是由兩個(gè)與非門(mén)交叉耦合構(gòu)成的具有復(fù)位和置位功能的觸發(fā)器。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，故又稱(chēng)為基本RS觸發(fā)器。基本RS觸發(fā)器的用途之一是構(gòu)成“防抖動(dòng)電路”。

電路結(jié)構(gòu)圖1(a)是由兩個(gè)“與非”門(mén)交叉耦合構(gòu)成的基本R-S觸發(fā)器，(b)是其邏輯符號(hào)。RD、SD是兩個(gè)輸入端，Q及y是兩個(gè)輸出端。

正常工作時(shí)，觸發(fā)器的Q和y應(yīng)保持相反，因而觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：

（1）Q=1，y=0。通常將Q端作為觸發(fā)器的狀態(tài)。若Q端處于高電平，就說(shuō)觸發(fā)器是1狀態(tài)；

（2）Q=0，y=1。Q端處于低電平，就說(shuō)觸發(fā)器是0狀態(tài)；Q端稱(chēng)為觸發(fā)器的原端或1端，y端稱(chēng)為觸發(fā)器的非端或0端。

由圖1可看出，如果Q端的初始狀態(tài)設(shè)為1，RD、SD端都作用于高電平（邏輯1），則y一定為0。如果RD、SD狀態(tài)不變，則Q及y的狀態(tài)也不會(huì)改變。這是一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；同理，若觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q為0而y為1，在RD、SD為1的情況下這種狀態(tài)也不會(huì)改變。這又是一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。可見(jiàn)，它具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。 輸入與輸出之間的邏輯關(guān)系可以用真值表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表及特征方程來(lái)描述。

功能描述真值表R-S觸發(fā)器的邏輯功能，可以用輸入、輸出之間的邏輯關(guān)系構(gòu)成一個(gè)真值表（或叫功能表）來(lái)描述，如表1所示：

（1）當(dāng)RD =0，SD=1時(shí)，不論觸發(fā)器的初始狀態(tài)如何，y一定為1,由于“與非”門(mén)2的輸入全是1，Q端應(yīng)為0。稱(chēng)觸發(fā)器為0狀態(tài)，RD為置0端。

（2）當(dāng)RD =1，SD=0時(shí)，不論觸發(fā)器的初始狀態(tài)如何，Q一定為1,從而使y為0。稱(chēng)觸發(fā)器為1狀態(tài)，SD置1端。

（3）當(dāng)RD =1，SD =1時(shí)，如前所述，Q及y狀態(tài)保持原狀態(tài)不變。

（4）當(dāng)RD =0，SD =0時(shí)，不論觸發(fā)器的初始狀態(tài)如何，Q=y=1，若RD、SD同時(shí)由0變成1，在兩個(gè)門(mén)的性能完全一致的情況下, Q及y哪一個(gè)為1，哪一個(gè)為0是不定的，在應(yīng)用時(shí)不允許RD和SD同時(shí)為0。

綜合以上四種情況，可建立R-S觸發(fā)器的真值表于表1。應(yīng)注意的是表中RD = SD =0的一行中Q及y狀態(tài)是指RD、SD同時(shí)變?yōu)?后所處的狀態(tài)是不定的，用Ф表示。

由于RD =0，SD =1時(shí)Q為0，RD端稱(chēng)為置0端或復(fù)位端。相仿的原因，SD稱(chēng)置1端或置位端。

特征方程即以邏輯函數(shù)的形式來(lái)描述次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及輸入信號(hào)之間的關(guān)系。由上述狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表，通過(guò)卡諾圖化簡(jiǎn)可得到。

卡諾圖為：

特征方程為：

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖即以圖形的方式描述觸發(fā)器的狀態(tài)變化對(duì)輸入信號(hào)的要求。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖：

用途基本RS觸發(fā)器的用途之一是構(gòu)成“防抖動(dòng)電路”。我們知道，數(shù)據(jù)通常經(jīng)過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)輸入數(shù)字系統(tǒng)。機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，觸點(diǎn)將會(huì)抖動(dòng)。抖動(dòng)是指開(kāi)關(guān)的兩個(gè)觸點(diǎn)要經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)毫秒的接通、斷開(kāi)，再接通、再斷開(kāi)，循環(huán)往復(fù)，直至最后接通的過(guò)程。數(shù)毫秒的振蕩在數(shù)字系統(tǒng)中是不可接受的。假如開(kāi)關(guān)接通表示“1”，斷開(kāi)表示“0”，我們將開(kāi)關(guān)接通是期望輸入一個(gè)“1”，結(jié)果卻輸入了一連串的“1”和“0”2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

肖志勇 - 副教授 - 江南大學(xué)