基本rs觸發(fā)器可由兩個“與非”門交叉連接而成,如下圖所示。
q與是基本觸發(fā)器的輸出端,兩者的邏輯狀態(tài)在正常條件下能保持相反。這種觸發(fā)器有兩種穩(wěn)定狀態(tài):一個狀態(tài)是q=1,=0,稱為置位狀態(tài)(“1”態(tài));另一個狀態(tài)是q=0,=1,稱為復位狀態(tài)(“0”態(tài))。相應的輸入端分別稱為直接置位端或直接置“1”端()和直接復位端“0”端()。
基本rs觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關系。
1)=1,=0
所謂=1,就是將端保持高電位;而=0,就是在端加一個負脈沖。設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為“1”態(tài),即q=1,=0。這時“與非”門g2有一個輸入端為“0”,其輸出端變?yōu)椤?”;而“與非”門g1的兩個輸入端全為“1”,其輸出端q變?yōu)椤?”。因此,在端加負脈沖后,觸發(fā)器就由“1”態(tài)翻轉為“0”態(tài)。如果它的初始態(tài)為“0”態(tài),觸發(fā)器仍保持“0”態(tài)不變。
2)=0, =1
設觸發(fā)器的初始狀態(tài)為“0”態(tài),即q=0,=1。這是“與非”門g1有一個輸入端為“0”,其輸出端q變?yōu)椤?”;而“與非”門g2的兩個輸入端全為“1”,其輸出端變?yōu)椤?”。因此,在端加負脈沖后,觸發(fā)器就由“0”態(tài)翻轉為“1”態(tài)。如果它的初始狀態(tài)為“1”態(tài),觸發(fā)器人保持“1”太不變。
3)=1, =1
假如在(1)中由“0”變?yōu)椤?”(即除去負脈沖),或在(2)中由“0”變?yōu)椤?”,這樣,==1,則觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。這就是它具有存儲或記憶功能。
4)=0, =0
當端和端同時加負脈沖時,兩個“與非”門輸出端都為“1”,這就達不到q與的狀態(tài)應該相反的邏輯要求。但當負脈沖除去后,觸發(fā)器將由各種偶然因素決定其最終狀態(tài)。因此這種情況在使用中應該禁止出現。
可知,基本rs觸發(fā)其由兩個穩(wěn)定狀態(tài),它可以直接置位或復位,并具有存儲或記憶的功能。在直接置位端加負脈沖(=0)即可置位,在直接復位端加負脈沖(=0)即可復位。負脈沖除去以后,直接置位端和復位端都處于“1”態(tài)高電平(平時固定接高電平),此時觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變,實現存儲或記憶功能。但是復脈沖不可同時加在直接置位端和直接復位端?;緍s觸發(fā)器的狀態(tài)表見下圖(c)。
上圖(b)是基本rs觸發(fā)器的圖形符號,途中輸入端引線上靠近方框的小圓圈是表示觸發(fā)器用負脈沖“0電平”來置位或復位,即低電平有效,故用和表示。
上面介紹的基本觸發(fā)器是各種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的共同部分。一般觸發(fā)器還有導引帶你路(或稱控制電路)部分,通過它把輸入信號引導到基本觸發(fā)器。下圖是可控rs觸發(fā)器的邏輯圖,其中,“與非”門g1和g2構成基本觸發(fā)器,“與非”門g3和g4構成導引電路。r和s是置“0”和置“1”信號的輸入端。
c是時鐘脈沖輸入端??刂朴|發(fā)器的翻轉時刻,它是一種控制命令。通過導引電路來實現時鐘脈沖對輸入端r和s的控制,故稱為可控rs觸發(fā)器。
和時直接復位和直接置位端,就是不經過時鐘脈沖c的控制可以對基本觸發(fā)器置“0”或“1”。一般用在工作之初,預先使觸發(fā)器處于某一給定狀態(tài),在工作過程中不用它們。不用時讓它們處于“1”態(tài)(高電平)。
觸發(fā)器的輸出狀態(tài)與r,s端輸入狀態(tài)的關系列在上圖的狀態(tài)表中。表示時鐘脈沖到來之前觸發(fā)器的輸出狀態(tài),表示時鐘脈沖來到之后的狀態(tài)。
工作過程:時鐘脈沖(正脈沖)來到后,c端變?yōu)椤?”,r和s的狀態(tài)就起作用了。如果此時s=1,r=0,則g3門輸出將變?yōu)椤?”,向g1們送去一個置“1”負脈沖,觸發(fā)器的輸出端q將處于“1”態(tài)。如果此時s=0,r=1,則g4門將向g2門送置“0”負脈沖,q將處于“0”態(tài)。如果此時s=r=0,則g3門和g4門均保持“1”態(tài),不向基本觸發(fā)器送負脈沖;在這種情況下,時鐘脈沖過去之后的新狀態(tài)和時鐘脈沖來到以前的狀態(tài)一樣。如果此時s=r=1,則g3和g4們都向基本觸發(fā)器送負脈沖,使g1門和g2門輸出端都為“1”,這違背了q于應該相反的邏輯要求。當時鐘脈沖過去以后,g1門和g2門的輸出端哪一個將處于“1”態(tài)是不定的,這種不正常情況應該避免出現。
上圖是可控rs觸發(fā)器的工作波形圖,圖中g3和g4是相應“與非”門g3和g4的輸出端波形。
可控rs觸發(fā)器的邏輯功能比基本觸發(fā)器多一些,他不但可以實現記憶和存儲,還具有計數功能。
如果將可控rs觸發(fā)器的端聯到s端,q端聯到r端,在時鐘脈沖端c加上計數脈沖,如圖22.1.4所示。這樣的觸發(fā)器具有計數的功能,來一個計數脈沖技能翻轉一次,翻轉的次數等于脈沖的個數,所以可以用它來構成計數器。