与非门构成的基本rs触发器

一、由与非门组成的基本RS触发器

1.电路结构

电路组成：两个与非门输入和输出交叉耦合(反馈延时)。如图4.2.1(a)所示。

逻辑符号：图(b)所示。

基本rs触发器知识讲解

2.逻辑功能

复习：与非门的逻辑功能?

用DLCCAI或EWB演示基本RS触发器的逻辑功能。(10分钟)

工作原理。(边分析边列特性表。以下文字不写板书。)

基本rs触发器知识讲解

电路结构

把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。

基本rs触发器知识讲解

工作原理

基本RS触发器的逻辑方程为：

根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系：

1.当R=1、S=0时，则Q=0，Q=1，触发器置1。

2.当R=0、S=1时，则Q=1，Q=0，触发器置0。

如上所述，当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。一般规定触发器Q端的状态作为触发器的状态。通常称触发器处于某种状态，实际是指它的Q端的状态。Q=1、Q=0时，称触发器处于1态，反之触发器处于0态。S=0，R=1使触发器置1，或称置位。因置位的决定条件是S=0，故称S 端为置1端。R=0，S=1时，使触发器置0，或称复位。  同理，称R端为置0端或复位端。若触发器原来为1态，欲使之变为0态，必须令R端的电平由1变0，S端的电平由0变1。这里所加的输入信号(低电平)称为触发信号，由它们导致的转换过程称为翻转。由于这里的触发信号是电平，因此这种触发器称为电平控制触发器。从功能方面看，它只能在S和R的作用下置0和置1，所以又称为置0置1触发器，或称为置位复位触发器。其逻辑符号如图7.2.1(b)所示。由于置0或置1都是触发信号低电平有效，因此，S端和R端都画有小圆圈。

3.当R=S=1时，触发器状态保持不变。

触发器保持状态时，输入端都加非有效电平(高电平)，需要触发翻转时，要求在某一输入端加一负脉冲，例如在S端加负脉冲使触发器置1，该脉冲信号回到高电平后，触发器仍维持1状态不变，相当于把S端某一时刻的电平信号存储起来，这体现了触发器具有记忆功能。

4.当R=S=0时，触发器状态不确定

在此条件下，两个与非门的输出端Q和Q全为1，在两个输入信号都同时撤去(回到1)后，由于两个与非门的延迟时间无法确定，触发器的状态不能确定是1还是0，因此称这种情况为不定状态，这种情况应当避免。从另外一个角度来说，正因为R端和S端完成置0、置1都是低电平有效，所以二者不能同时为0。  此外，还可以用或非门的输入、输出端交叉连接构成置0、置1触发器，其逻辑图和逻辑符号分别如图7.2.2(a)和7.2.2(b)所示。这种触发器的触发信号是高电平有效，因此在逻辑符号的S端和R端没有小圆圈。

基本rs触发器知识讲解

下面是触发器的电路，这个电路上下对称，分别都是一个或门连着一个非门，特别之处在于，它们各自的输出又分别是对方的输入。

基本rs触发器知识讲解

合上R，上面的或门输入时1、0，经过上面的非门，Q=0，Q不发光。Q的结果会被反馈到下面的电路中，Q‘=1。也就是说，R=1的输入被反馈到了上面的电路中，然后即使断开R，灯泡Q依然不亮，而灯泡Q‘依然亮着。

再合上R，再打开、再合上。。.。。.不管你怎么折腾，Q和Q’还是那样。原因很简单，因为R=1这个输入，被Q’反馈到上面，所以，即使R断开，或者再次合上，也不会改变或门的输出，整个电路的状态也不会发生改变。

现在，让我们把注意力转移到电路的下半部分。这一次，我们让R一直处于断开状态，将S合上。就在一瞬间，所有的时间都颠倒了，灯泡Q亮着，而Q‘却不亮了!一旦你合上开关S使得Q=1而Q’=0，往后在怎么摆弄S老师闭合还是断开，都不会再影响到电路的状态。换句话说，只有最开始那一下子是最重要的。

这里讲的触发器，一共有4种工作状态，下面是触发器的输出与S和R的关系

基本rs触发器知识讲解

这是最早的，也是最基本的一种触发器，我们一般称它为R-S触发器，下面符号中将输入S和保存S状态的Q放到了一端。

基本rs触发器知识讲解

触发器有两个截然相反的输出，不过多数情况下我们只需要一共输出就已足够。因此，一直以来就把Q作为触发器的输出。在触发器正常工作的前提下，Q的输出和S的输入总是一致的，S=0则Q=0;S=1则Q=1。这意味着可以通过设置S的值，使得Q的输出和S保持一致。

不管Q以前是什么，比如Q=1，我们都可以通过让R=1，让Q变回0，这等于将Q打回原形，这称为“恢复”或者“复位”。

1.2 逻辑功能

(1)/R=1， /S=1，触发器保持原来的状态不变

不管触发器原来是什么状态，基本RS触发器在/R=1,/S=1时，总保持原来的状态不变。这就是触发器的记忆功能。若输入端/R，/S 悬空，可认为加入高电平，即/R=1，/S=1。

(2)/R=0， /S=1，触发器为0态

此时，因 /R=0，G1的输出 /Q=1，而G2的两个输入端/S，/Q全为1，则输出Q=0。触发器为零态，并且与原来的状态无关。

(3)/R=1， /S=0,触发器为1态

由于/S=0，G2的输出Q=1。这时G1的两个输入端均为1，所以/Q=0。触发器为1态，同样与原来的状态无关。

(4)/R=0， /S=0,触发器的状态不定

这时，Q=1，/Q=1。破坏了前述有关Q与 /Q互补的约定，这是不允许的。而且，当 /R,/S的低电平触发信号消失后，Q与/Q的状态保持是不确定的。这种情况应该避免。

RS触发器是把两个与非门或者或非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS触发器，其逻辑电路如右图所示，为两个与非门组成的RS触发器。它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q非。

rs触发器工作原理

基本RS触发器存在约束条件(R+S=1)，由于两个与非门的延迟时间无法确定;当R=S=0时，将导致下一状态的不确定。

以用与非门构成的RS锁存器为例)(低电平有效)约束方程：S'+R'=1(S'和R'代表的是S和R的取反)

根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:

S'=1，R'=0：无论触发器原来处于何种状态，由于S=1，则Q=1，Q非=0，触发器处于“1”态(或称置位状态)。触发器的状态是由S所决定的，称S为直接置位端。

S'=0，R'=1：无论触发器原来处于何种状态，由于R=1，则Q=0，Q非=1，触发器处于“0”态(或称复位状态)。触发器的状态是由R所决定的，称R为直接复位端。

S'=1，R'=1：触发器维持原来状态不变。

S'=0，R'=0：此时无法确定触发器的状态。一般这是不允许的，因此触发器的输入端S、R不能同时为0。