什么是RS触发器?为什么使用RS触发器呢?
扫描二维码
随时随地手机看文章
RS触发器是构成其它各种功能触发器的基本组成部分。又称为基本RS触发器。结构是把两个与非门或者或非门G1、G2的输入、输出端交叉连接。
RS触发器,也有人叫它RS锁存器,用于实现“记忆”电路状态/数据功能的东西 。问过学过数电的人,有说触发器和锁存器对信号的触发方式虽然不同但是工作原理其实一样的,触发器是边沿变化,锁存器是电平变化....但是两者的逻辑图和原理都一样的,所以在这就不做区分了。
首先RS触发器的逻辑电路图长这样:
RS触发器可以用与非门实现或者用或非门也行,我这里以或非门为例子。
· 为什么这个电路能够导通?
一开始知道这个电路图是能工作的我是不理解的....为什么居然可以用“未知的输出”去当作输入?
然而据他人指出,实际上我是陷入了一个认知误区,认为电路的输入端一定要人工设置高低电平(0、1)才可以运转。实际上就算我们不设置Q、非Q端为0,它也是默认接地的,即默认是0的....
· S,R,Q,非Q代表什么?
Q代表这个触发器的状态,Q=1时,即表示当前触发器状态为1。
S代表置位,当设置S=1,R=0时,由于S=1,不管设置前的Q的状态是0还是1,由或非真值表我们知道,输出结果总是为0!即非Q=0。又因为非Q=0,R=0,此时由真值表可知Q=1。即我们称S=1是我们希望这个触发器的状态为1。在或非门中这种状态被称为“置一”。
R代表复位,当设置R=1,S=0时,由于R=1,不管设置前的非Q状态是0还是1,都有输出结果为0,即Q=0,即我们称R=1是我们希望触发器的状态能被复位回0的状态。(当然啦,Q=0后,因为S=0,Q=0,所以又有非Q=1.)在或非门中这种状态被称为“置零”。
非Q,我的理解是“一个辅助”,辅助这个电路构成这样奇特的结构——能够实现“保存Q状态”的功能,非Q和Q是互补关系。
工作原理
基本RS触发器的逻辑方程为:
(注:
以用与非门构成的RS锁存器为例)(低电平有效)
约束方程:S+R=1(R与S不能同时为0,至少有一个为1)
根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:
S'=0,R'=1:无论触发器原来处于何种状态,由于S=1,则Q=1,Q非=0,触发器处于“1”态(或称置位状态)。触发器的状态是由S所决定的,称S为直接置位端。
S'=1,R'=0:无论触发器原来处于何种状态,由于R=1,则Q=0,Q非=1,触发器处于“0”态(或称复位状态)。触发器的状态是由R所决定的,称R为直接复位端。
S'=1,R'=1:触发器维持原来状态不变。
S'=0,R'=0:此时无法确定触发器的状态。一般这是不允许的,因此触发器的输入端S、R不能同时为1。
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非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非=0时,称触发器处于1态,反之触发器处于0态。R=1,S=0,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RS端均无效时,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RS端均有效时,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非全为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。从另外一个角度来说,正因为R端和S端完成置0、置1都是低电平有效,所以二者不能同时为0。
此外,还可以用或非门的输入、输出端交叉连接构成置0、置1触发器,其逻辑图和逻辑符号分别如图7.2.2(a)和7.2.2(b)所示。这种触发器的触发信号是高电平有效,因此在逻辑符号的S端和R端没有小圆圈。
该触发器的作用?
正常情况下,我们都是要么“S=1,R=0”,要么“S=0,R=1”.
如果突然断电了!哎,S=R=0了!那我们怎么保持Q的状态不改变呢?——这就是触发器的作用。
当电路上一秒还在“S=0,R=1”状态时(此时Q=0,非Q=1),突然变成了“S=0,R=0”,此时我们会惊奇的发现,由于Q=0,S=0,非Q仍然是1,非Q=1,R=0,Q仍然是0,不变!这就做到了保持Q的状态!这正是这个电路的奇特之处。