用与非门构成的基本触发器
用与非门构成的基本触发器
触发器是数字电路中的基本逻辑单元,用于存储二进制信息。本文将介绍如何使用与非门构成基本触发器,包括其电路组成、工作原理、特性表和特性方程等内容。
电路组成 & 逻辑符号
S ‾ \overline{S}S和R ‾ \overline{R}R为信号输入端,为低电平有效
Q QQ和Q ‾ \overline{Q}Q 为信号输出端,也表示触发器的状态,互补输出端正常工作时,它们输出状态相反
Q = 1 Q=1Q=1,Q ‾ = 0 \overline{Q}=0Q =0时,称为触发器的 1 状态,记为Q = 1 Q=1Q=1
Q = 0 Q=0Q=0,Q ‾ = 1 \overline{Q}=1Q =1时,称为触发器的 0 状态,记为Q = 0 Q=0Q=0
工作原理
逻辑功能
现态、次态、特性表和特性方程
现态 & 次态
现态Q n Q^nQn
触发器接收输入信号之前的状态,并用Q n Q^nQn和Q n ‾ \overline{Q^n}Qn 表示
触发器有两个稳定状态,在末接收输入信号或输入信号未到来之前,它总是处在某一个稳态,不是0就是1 ,即Q n Q^nQn不是 0 就是 1
次态Q n + 1 Q^{n+1}Qn+1
触发器接收输入信号之后的状态,并用Q n + 1 Q^{n+1}Qn+1和Q n + 1 ‾ \overline{Q^{n+1}}Qn+1 表示
当输入信号到来时, 触发器会根据输入信号的取值更新状态,显然Q n + 1 Q^{n+1}Qn+1的值不仅和输入信号有关,而且还决定于现态Q n Q^nQn
现态和次态是两个相邻时间里触发器输出端的状态
特性表
反映触发器次态Q n + 1 Q^{n+1}Qn+1与现态Q n Q^nQn和输入S ‾ \overline{S}S和R ‾ \overline{R}R之间对应关系的表格叫特性表
S ‾ \overline{S}S为置 1 端,也称置位端,S SS即 Set
R ‾ \overline{R}R为置 0 端,也称复位端,R RR即 Reset
由特性表可以清楚看出,当只有S ‾ \overline{S}S起作用时,触发器置 1 ;只有R ‾ \overline{R}R起作用时,触发器置 0 ;当S ‾ \overline{S}S和R ‾ \overline{R}R都起作用时,触发器不允许;当S ‾ \overline{S}S和R ‾ \overline{R}R都不起作用时,触发器保持原状态不变
S ‾ + R ‾ = 1 \overline{S}+\overline{R}=1S+R=1为约束条件
特性方程
应用举例-波形图绘制
【例1】设触发器初始状态为 0 ,试对应输入波形图画出Q QQ和Q ‾ \overline{Q}Q 的波形
【例2】信号分时撤销、同时撤销情况
分时撤销:取决于后撤销信号,跟正常状态相同的分析
同时撤销:状态不定(竞态),取决于实际器件的延时