[转] 基本RS触发器

在触发器中，最简单的触发器是基本RS触发器，它由两个与-非门（或者两个或-非门）来组成。

图5.2.1（a）是由与-非门构成的基本RS触发器，由图看出，基本RS触发器有两个输入端(和)和两个输出端(和)，门G1和G2的组成有对称性， G1的输出经过G2的传输后回送到G1的另一个输入端，G2的输出经过G1的传输后回送到G2的另一个输入端，正是有了这样的反馈通道才使其具有了存储特性，也有别于前面所讲到的组合逻辑电路。通常将它们的电路结构画成图5.2.1（b）的形式，与相连的输出端称为，与相连的输出端称为。

定义输出端的状态：，时，为触发器的1状态；，，为触发器的0状态。触发器处与1状态或0状态时输出端都有互补性。下面具体分析两个输入端对输出端的影响情况。

（1）当，时，，，触发器为0状态；

（2）当，时，，，触发器为1状态；

（3）当，时，触发器两个输出端的值不变，触发器保持为原来的状态；

（4）当，时，，，此时触发器的输出端既不是定义的1状态，也不是定义的0状态，破坏了和的互补特性，实际使用时应该避免这种现象的产生。因为在和的有效信号同时消失时，即和同时从0变到1时，输出端的值不确定。

下面分析当和同时从0转变到1时，输出端的情况。假设G₁的传输时延小于G₂的传输时延，在由0变为1时，即G₁的输出先变为0，其值反过来影响到G₂的输出，使的值仍然保持为1；另一种假设就是G₂的传输时延小于G₁的传输时延，在由0变为1时，即G₂的输出先变为0，其值反过来影响到G₁的输出，使的值仍然保持为1。用图5.2.2可以说明在和同时从0变为1时，输出端逻辑值的不确定情况，从图中可以看出，在这种情况下，门电路传输时延小的门电路其输出端的值会发生变化，而门电路传输时延大的门电路逻辑门其输出端的值不会发生变化。

由以上分析可知，和的低电平同时消失时，在门电路传输时延未知的情况下，输出端状态是不确定的。在通常使用RS触发器时，应该避免这种情况的出现，一般不要让和同时为0。所以，在正常工作的条件下，用式＋=1来约束两个输入端，称为约束条件。

在正常工作时，输出端和具有互补的特性，是低电平使输出端为0，也是低电平才使输出端为1。所以是低电平有效置0（），置0也称为触发器复位，端称为复位端。是低电平有效置1（），置1也称为触发器置位，端称为置位端。

对于RS触发器输入和输出的逻辑关系，可以通过逻辑状态转移真值表来加以描述。如表5.2.1所示，真值表中考虑了触发器在和信号作用前的输出状态值，即触发器的初态，得到的新的状态记作。

表5.2.1可以写成逻辑状态转移表的形式，如表5.2.2的所示，亦称为逻辑状态转移表，还可以将其转换为卡诺图的形式，如图5.2.3所示。卡诺图中的“×”表示约束项，即约束条件＋=1。

经过化简卡诺图后得到（5.2.1）式，这就是RS触发器的特性方程（也称为状态方程和或次态方程）。从特性方程中可以看出，输出端新的状态与前一状态有关，这是组合逻辑电路所不具有的特点。

图5.2.4为与-非门RS触发器状态转换图，图中“×”在此表示任意项，它用图形的方式描述了触发器状态间的转换情况。图5.2.5为与-非门RS触发器的逻辑符号。

例5.2.1  用与-非门组成的RS触发器中，已知输入端的波形如图5.2.6所示，试画出输出端和的电压波形图。

解： 在用与-非门组成的RS触发器中，输入端是低电平有效复位和置位，根据这一特性可以画出其输出波形。在图中必须注意和端同时出现了低电平，但是其低电平值不是同时消失的，所以输出端的值是可以确定的。

用或-非门也可以组成RS触发器，其电路结构和逻辑符号见图5.2.7（a）、（b），与前面与-非门组成的RS触发器相比，其输入端是高电平有效复位和置位。如果RS同时从高电平变到低电平时，输出的状态

是不确定的，所以其相应的约束条件为：R_DS_D＝0。图5.2.7（c）是其卡诺图，利用约束条件化简得其特性方程为（5.2.2）式。

                        （5.2.2）

（原文地址：http://www.elecfans.com/book/story.php?id=621）