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[导读]RS触发器是一种常见的数字电路元件,通常用于存储和传输二进制信息。它可以采用不同的结构和实现方法,但无论采用何种方式,RS触发器都有一些约束条件,以确保其正常工作和可靠性。

RS触发器是一种常见的数字电路元件,通常用于存储和传输二进制信息。它可以采用不同的结构和实现方法,但无论采用何种方式,RS触发器都有一些约束条件,以确保其正常工作和可靠性。下面将详细介绍RS触发器的约束条件,并对每个条件进行解释。

首先,RS触发器具有两个输入端口,分别是设置(Set)和复位(Reset)端口。这两个输入信号的作用是控制触发器的状态——设置端口将触发器置为“置位(Set)”状态,而复位端口将触发器置为“复位(Reset)”状态,从而实现不同的存储和传输功能。为了确保RS触发器正常工作,设置和复位信号必须满足以下约束条件。

第一个约束条件是设置和复位输入不能同时处于高电平状态。当设置和复位输入同时高电平时,触发器的状态将处于不稳定状态,会导致不可预测的输出。因此,在设计和使用RS触发器时,必须确保设置和复位信号互斥,即二者不会同时处于高电平。

第二个约束条件是设置和复位输入不能同时处于低电平状态。当设置和复位输入同时低电平时,触发器的状态也将处于不稳定状态,同样会导致不可预测的输出。因此,在设计和使用RS触发器时,也必须确保设置和复位信号互斥,即二者不会同时处于低电平。

第三个约束条件是设置和复位输入的信号不能瞬间切变。如果设置和复位信号在极短的时间内发生变化,则可能会导致触发器在此切换过程中的输出变化不可预测。因此,在设计和使用RS触发器时,必须确保设置和复位信号在变化期间保持稳定,或者通过适当的消抖电路来避免切变。

第四个约束条件是设置和复位输入的信号应该具有足够的脉冲宽度。如果设置和复位信号的脉冲宽度太短,可能会导致触发器不完全响应或不稳定。因此,在设计和使用RS触发器时,必须确保设置和复位信号的脉冲宽度足够长,以保证触发器可以正常工作。

第五个约束条件是设置和复位输入的信号边沿应满足要求。通常,RS触发器要求设置信号在上升沿触发,而复位信号在下降沿触发。如果设置和复位信号的边沿不符合要求,可能会导致触发器工作不正常。因此,在设计和使用RS触发器时,必须确保设置和复位信号的边沿满足规定。

除了上述约束条件外,还有一些其他的约束条件需要考虑。例如,RS触发器的输出应该能够驱动所连接的逻辑门或负载,因此输出电平应具有足够的幅值和速度。此外,RS触发器的电源电压和温度等环境参数也应符合规定的范围,以确保触发器的正常工作。

综上所述,RS触发器的约束条件包括设置和复位输入的互斥性、信号切变的稳定性、脉冲宽度的足够性、边沿的要求,以及输出电平的要求等。这些约束条件对于确保RS触发器的正常工作和可靠性非常重要,设计和使用者都必须遵守这些条件。通过合理的设计和正确的使用,RS触发器可以在数字电路中发挥重要的作用,实现各种功能和应用。

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。

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