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与非门基本R触发器电路工作原理

与非门基本R触发器电路工作原理

点击数:7156 次   录入时间:03-04 11:51:55   整理:http://www.55dianzi.com   电子技术
  1.电路组成
  图4-l(a)所示是用两个与非门交叉连接起来构成的基本RS触发器。R、S是信号输入端,字母上面的反号表示低电平有效,即R、S端为低电平时表示有信号,为高电平时表示无信号,Q、Q既表示触发器的状态,又是两个互补的信号输出端。
    图4-l(b)所示是基本RS触发器的逻辑符号,方框下面输入端处的小圆圈表示低电平有效,这是一种约定,只有当所加信号的实际电压为低电平时才表示有信号,否则就是无信号。方框上面的两个输出端,一个无小圆圈,为Q端,一个有小圆圈,为Q端,在正常工作情况下,两者状态是互补的,即一个为高电平,另一个就是低电平;反之亦然。
与非门基本R触发器电路
  2.工作原理
  下面分四种情况进行讨论。
  (1)R=S-1时。电路无输入信号,即R-S-l时,有两个稳定状态。
  0状态:我们把Q=O、o=i的状态定义为0状态。由于Q=O送到了与非门G2的输入端,保证Q=l,而o=i和S=l -起使与非门Gl导通,维持o=o,显然电路的这种状态可以自己保持,是稳定的。
    1状态:我们把Q=l、o=o的状态定义为1状态。由于Q=O送到了与非门Gl的输入端,保证o=i,而Q=l和R=l -起使与非门G9导通,维持o=o,不难理解,电路的这种状态也可以自己保持,是稳定的。
    由以上分析可知,R=S=l时,触发器将保持原先状态,即输出状态不变。
    (2)R一1,S=O时。R=l,S=O时,触发器将变成1状态,也即将有o=i、Q=O。
    如果触发器原来是处在O状态,则根据与非门的逻辑特性,可以肯定门Gl输出为高电平、门G2输出为低电平,即有Q=l、o=o;如果触发器原来就处在1状态,则仍保持1状态,也即仍有Q=l、o=o。
    因为在S端加输入信号——负脉冲,能也只能将触发器置成l状态,所以把S端叫做置l输入端,习惯上称之为置位端。
    (3)R一0,S=l时。R=O,S=l时,触发器将变成0状态,也即将有Q=O、Q=l。
    如果触发器原来是处在0状态,则仍将保持0状态不变,即Q=O,Q=l的状态不会改变,如果触发器原来是处在1状态,则根据与非门的逻辑特性,肯定门G2将为高电平,即o=i,而Q=l和S=l又会导致门Gl输出为低电平,即Q=O,也就是说,触发器肯定会变成0状态。
    (4)R一0,S=O时。如果在R端和S端同时加输入信号,即R=O,S=O时,则根据与非门的逻辑特性知道,Q端和Q端都将为高电平。对触发器来说,这是一种未定义的状态,没有意义,因为这既不是0状态,也不是1状态。所以在正常工作情况下,基本RS触发器用做存储单元时,不允许出现R端和S端同时为0的情况。
    3.现态、次态和特性表
    1)现态
    把触发器接收输入信号之前所处的状态称为现态,并用Q”和Q.表示。以上已经介绍,触发器有两个稳定状态,在未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O就是1,即Qn不是O就是1。
    2)次态
    把触发器接收输入信号之后所处的新的状态叫做次态,并用Q+.和Q+.表示。大家知道,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+,的值不仅和输入信号有关,而且还取决于现态Q。
    3)特性表
    反映触发器次态Q+1和现态Q”和输入信号之间对应关系的表格叫做特性表。根据前面工作原理的分析,可得出表4-1所列的特性表。
    表4-1中,R、S为原变量,在图4-1所示电路中,输入信号是R、S,当R=l时R-O,R-O时R=l,同样,当S=l时S-O、S=O时S-l。据此便可以很容易地理解以上所示特性表。
    由表4-1可明显地看出:当R=S=O,即R=S=l时,触发器保持原来状态不变,也即Qn+l一Qi;当R=O、S=l,即R=l、S-O时,触发器置1,也即Q+.=1;当R=l、S=O,即R-O、S=l时,触发器置0,也即Qr卜1—0;而R-S=l,即R=S=O是不免许的,属于不用情况。表4-2所示是一种常用的特性表的简化形式。

从真值表可得出基本RS触发器的特性方程:

    在遵守约束条件RS=O的前提下,可以根据输入信号R、S的取值和现态Qn,利用特性方程计算次态Q"+l。

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