RS触发器逻辑门组成和逻辑功能表

描述

对于RS触发器,我们先要搞清楚它是由什么逻辑门组成。

门电路

RS是由两个或非门组成,而或非门的输出又作为另一个或非门的输入。下面说一句对RS触发器理解最重要的一句话:或非门如果有一个输入端为1,那么不用考虑另一个输入为什么,可以直接得出输出。我们理解RS触发器,就先找R和S哪个为1,再把结果带入另一个输入形成回路就行了。

  RS触发器有哪几种功能

  RS触发器有以下几种功能:

  1. 设置(Set)功能:当S(设置)输入为高电平时,RS触发器的输出会被置为高电平。这种功能可以用来将触发器从复位状态切换为设置状态。

  2. 复位(Reset)功能:当R(复位)输入为高电平时,RS触发器的输出会被置为低电平。这种功能可以用来将触发器从设置状态切换为复位状态。

  3. 保持(Hold)功能:当R和S输入都为低电平时,RS触发器会保持之前的输出状态,并不会改变。这种功能可以用来锁定触发器的当前状态,防止其被不相关的输入信号误操作。

  4. 禁用(Disable)功能:有些RS触发器具有使能/禁用(EN/DIS)输入,当该输入为低电平时,RS触发器的输出会被保持在禁用状态,无论R和S输入如何变化。只有在使能输入为高电平时,RS触发器才会根据R和S输入的变化而改变输出状态。

  RS触发器在R=S=1的情况下会产生未定义的行为,应避免将R和S同时置为高电平。在实际电路设计中,会经常使用其他逻辑门电路来确保RS触发器的输入逻辑正确,以避免未定义状态的发生。

下面分析基本RS触发器的逻辑功能。

当==1时,触发器保持原态不变。如果原输出状态=0,则G2输出=1,这样G1的两个输入端均为1,所以输出=0,即触发器保持原来的0态。同样,当原状态=1时,触发器也将保持1态不变。这种由过去的状态决定现在状态的功能就是触发器的记忆功能。这也是时序逻辑电路与组合逻辑电路的本质区别。

=1,=0时,因G1有一个输入端为0,故输出=1,这样G2的两个输入端均为1,所以输出=0,即触发器处于1状态,也称为置位状态,故端被称为置位或置1端。

=1,=0时,因G1有一个输入端为0,故输出=1,这样G2的两个输入端均为1,所以输出=0,即触发器处于1状态,也称为置位状态,故端被称为置位或置1端。

==0时,显然==1,此状态不是触发器定义状态。当负脉冲除去后,触发器的状态为不定状态,因此,此种情况在使用中应该禁止出现。

上述逻辑关系可用表来表示。

表基本RS触发器的逻辑功能表

门电路

表中,、分别表示输入信号、作用前后触发器的输出状态,称为现态,称为次态。

RS触发器的工作原理

RS触发器由两个双稳态(即有两个稳定状态)门电路组成,通常是两个反向驱动的放大器(比如晶体管、MOSFET或双基极型晶体管)。

RS触发器有两个输入端:

1. R(复位)端:当R端接收到高电平信号时,会导致输出Q变为低电平(0),即复位功能。

2. S(设置)端:当S端接收到高电平信号时,会导致输出Q变为高电平(1),即设置功能。

RS触发器的工作原理如下:

- 当R=S=0时,RS触发器处于保持状态,保持上一个输入的状态。

- 当R=1,S=0时,Q=0,触发器进入复位状态。

- 当R=0,S=1时,Q=1,触发器进入设置状态。

- 当R=S=1时,会导致RS触发器产生未定义的行为,应避免此状态发生。

总的来说,RS触发器通过R和S输入端的信号控制其内部的存储状态,实现了数字信号的存储和控制功能。在实际电路设计中,为了防止未定义状态的发生,通常会添加额外的逻辑门电路对RS触发器进行控制和稳定。

审核编辑:黄飞

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