rs触发器真值表怎么看
rs触发器真值表怎么看 复位/置位触发器(R、S分别是英文复位,置位的缩写)也叫做基本R-S触发器,是最简单的一种触发器,是构成各种复杂触发器的基础。
好的,我们来详细解释一下如何看懂 RS触发器(基本RS触发器)的真值表。
核心点:RS触发器(基本型)有两个输入(S和R)和两个互补输出(Q和Q̅)。真值表显示了输入组合如何影响输出状态。
以下是基本RS触发器真值表的常见形式及解释:
| R (复位) | S (置位) | Q(n) (当前状态) | Q(n+1) (下一状态) | Q̅(n+1) | 功能说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 保持原状态 (Hold) |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 保持原状态 (Hold) |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 置位 (Set) |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 置位 (Set) |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 复位 (Reset) |
| 1 0 | 1 | 0 | 1 | 复位 (Reset) | |
| 1 | 1 | 0 | 无效/不定 | 无效/不定 | 无效/禁止 (Invalid/Forbidden) |
| 1 | 1 | 1 | 无效/不定 | 无效/不定 | 无效/禁止 (Invalid/Forbidden) |
如何逐行解读这个表:
- 看输入: 首先找到你关心的输入组合(R和S的值)。
- 看当前状态: 找到对应的Q(n) 列,这代表触发器在输入变化之前的状态。
- 看下一状态: 找到对应的Q(n+1) 列,这代表在应用了这些输入之后,触发器将进入的新状态。
- 理解功能:
- 第一行和第二行:R=0, S=0 (保持)
- 无论触发器原来的状态是0还是1(
Q(n)=0或Q(n)=1),新的输出Q(n+1)都保持原来的值不变。 - 这是触发器的保持/记忆状态。
- 无论触发器原来的状态是0还是1(
- 第三行和第四行:R=0, S=1 (置位)
- 无论触发器原来是什么状态(
Q(n)=0或Q(n)=1),新的输出Q(n+1)都变成1。 - 这是触发器的置位(Set)操作,让输出稳定为1。
- 无论触发器原来是什么状态(
- 第五行和第六行:R=1, S=0 (复位)
- 无论触发器原来是什么状态(
Q(n)=0或Q(n)=1),新的输出Q(n+1)都变成0。 - 这是触发器的复位(Reset)操作,让输出稳定为0。
- 无论触发器原来是什么状态(
- 第七行和第八行:R=1, S=1 (无效/禁止)
- 在这种输入组合下,无论触发器的原状态是什么,输出
Q(n+1)都会变成不定状态 (通常标记为 X 或 无效/不定)。 - 更重要的是,它会导致两个输出Q和Q̅都变为1 (或0),这违反了触发器输出必须互补的基本原则 (即 Q̅ 应该总是 Q 的反相)。
- 这种状态在设计中是严格禁止的,因为它可能导致逻辑混乱和无法预测的行为。必须避免 R 和 S 同时为 1。
- 在这种输入组合下,无论触发器的原状态是什么,输出
- 第一行和第二行:R=0, S=0 (保持)
重要提示:
- Q̅列:
Q̅(n+1)的值总是Q(n+1)值的反相/取反。在有效操作中(保持、置位、复位),只要确定了Q(n+1),Q̅(n+1)就自然确定了。在禁止状态时,两者都不再互补。 - 当前状态 Q(n) 的作用: 对于保持操作来说,输出取决于原来的状态,所以真值表需要列出不同的原状态。对于置位和复位操作,输入直接决定输出,覆盖了原来的状态,所以原状态是什么已经不重要了。
- 禁止状态: 这是基本RS触发器的一个缺点。在实用中,要么通过设计确保不会出现R=S=1,要么使用改进型的触发器(如SR锁存器使用门控时钟、JK触发器等)。
- 与非门实现的真值表: 基本RS触发器可以通过或非门或者与非门搭建。上面展示的是或非门实现的真值表。如果用与非门搭建:
- 输入通常称为 S̅ (非置位) 和 R̅ (非复位),表示低电平有效(信号为0时起作用)。
- 真值表看起来会不同:S̅=0, R̅=1 是置位;S̅=1, R̅=0 是复位;S̅=1, R̅=1 是保持;S̅=0, R̅=0 是禁止。
- 看到不同的符号时要区分清楚是哪种电路实现的。你问题中表里的 R 和 S 对应或非门的高电平有效。
- 同步RS触发器: 如果是一个带时钟(CLK)的同步RS触发器,真值表会多出一列CLK。CLK=0时,输出保持原态;CLK=1时,R和S的作用就如同上面基本RS触发器的真值表描述的一样(包含禁止状态)。
总结查看真值表的关键步骤:
- 确定类型: 明确是基本RS触发器(无时钟)还是同步RS触发器(有时钟)。
- 识别输入: 找到表示输入(R, S)和(如果有时钟CLK)的列。
- 找到当前状态: 定位
Q(n)或类似表示当前状态的列。 - 查找下一状态: 定位
Q(n+1)或类似表示新状态的列。 - 理解输出关系:
Q̅(n+1)应该是Q(n+1)的反相(在有效操作时)。 - 解读操作:
- R=0, S=0 -> 保持
- R=0, S=1 -> 置位(Q=1)
- R=1, S=0 -> 复位(Q=0)
- R=1, S=1 -> 绝对禁止!(避免使用)
- (同步触发器)关注时钟: CLK=0时忽略R和S;CLK=1时,看第6步的操作。
通过结合输入、当前状态和新状态这三列,你就能清晰地理解在任何给定的输入下,触发器的状态会如何变化。记住最核心的规则:避免R和S同时为1。
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