《数字电路与逻辑设计》课程触发器教学研究

０ ，则就有 Ｑ＝ ：这种矛盾的情况 ，表现在实际电路 中是 稳定状态．从逻辑结构 图 １ Ｑ；１ 可知，当 Ｒ＝ ，Ｓ １ ，无论原来 Ｑ为何状态 ，首先都有 Ｑ为 １ ０ ＝ 时 ，而后才有 Ｑ＝ ， ０ 从这
里可以看出，Ｑ和 Ｑ并状态并不是同时达 到的 ，Ｑ比 Ｑ晚 。 门的传输延迟 时间。反之 Ｊ 个 要置 １ 时就必须 Ｓ ０ ＝ ，Ｒ＝ ， １ 求新状态是应从先从 ｓ对应 的 Ｇ ｌ门开始 ， 这时 Ｑ比 Ｑ晚
关 键 词 ：数字电路；时序逻辑电路；触发器
中图分类号 ：ｃ４ 文献标识码 Ａ 文章编号 ： ０７ ７２（ ０） １ ０１ ４ ，２ ６ １ ． ９ ２ ６ ０－ ０－ ０１ ０ ０ ０ “ 数字电路与逻辑设计 “ 课程是电子 、通信等专业 的一门重要的专业基础课 ，主要是 培养学生掌握数字逻辑 电路的基本理论及基本分析和设计方法。数字 电路无论如何 复杂 ，
都是由最基本的逻辑单元构成 ，因此掌握基本逻辑单元的工作原理和逻辑功能的表达至关 重要 ，特别是对于时序逻辑电路尤其如此。触发器是时序逻辑电路 的最基本单元 ，在时序 逻辑领域内占有相当重要 的地位 ，它被作为基本记忆单元广泛应用 于各种时序逻辑 系统 中。因此在学习时序逻辑电路时，应首先掌握触发器 的结构和工作原理 ，其实可 以说触发 器就是最简单的时序逻辑电路 ，是时序逻辑电路的基石。从教学的角度来说触发器教学也
李智芳 ， 黄 超
（ 中山大学 电子与通信工程 系， 广东 广州 ５０７ ） １２５
摘 要 ：触发器是时序逻辑电路的最基本的结构单元。从教学的角度来说是从组合逻辑电路
到时序逻辑电路的过渡， 教学效果的好坏将直接影响后续时序逻辑电路的教学。从教学角度
介绍 了作者对触 发器一章教学 的心得体会 。提 出从触 发器 电路结 构 与组合逻 辑电路 比较着 手 去分析和掌握 触发器的工作原 理及从 电路结构 和逻辑 功能 上去把握 触发器之间的 内在联系 。
是从组合逻辑电路向时序逻辑电路一个过渡过程。本质上，触发器在结构上与组合逻辑 电
路一样都是ｄｅ 电路构成。笔者多年的数字电路与逻辑设计教学工作 ，教学中发现 ，学生 ａ－ ｒ ］ 刚刚接触到时序 电路 ，一时难以从组合电路 的分析和设计方法转到时序逻辑电路 的分析和 设计方法上来。触发器教学的效果直接影响后面的时序电路的分析和设计的教学效果。
一
个 门的传输延迟时间。因此哪个输入端有效应先从哪一端开始计算新 的状态．图中 Ｒ
和ｓ 上的非号表示 ，低电平 （ ）有效 。 ０ 在教学过程还有一点要注意的就是学生开始时对现态 （ “ Ｑ ）和次态 （ ）不理解 ， Ｑ 主要表现为『一个输出 Ｑ为何要分为 Ｑ 和 Ｑ 。对 ｆ该 问题结合组合逻辑 电路来 讲述。 亓 】 比如如果已知输入 Ｒ和 ｓ ，为一个新状态则必须知道 Ｑ的当前状态 ，那么我们要求的新状 态就是 Ｑ 而当前 Ｑ的状态就是 Ｑ ，从这里可 以看 出触发器 以 Ｒ ，Ｑ 为输入 Ｑ ，Ｓ ” 为输出 ， 以触发器的特性表与组合逻辑电路中逻辑真值表本质 上是相对应的；而特性方 所 程与逻辑函数表达式相对应 ｏ
Ｒ 触发器作为一个基本的积木模块．尽量使用该基本模块代替原来的部分 电路 ，可 以大 ｓ 大地简化触发器的电路逻辑结构图．如图 ２为同步 Ｒ 触发器 虚线框 内为基本 Ｒ ｓ ｓ触发
器。主从 Ｒ ｓ触发器结构图二个虚线框 内为二个基本 Ｒ 触发器。 ｓ
Ｇ
Ｑ
Ｒ
Ｑ．
图 ｌ 用 与非 门组成
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基本 Ｒ 触发器之所 以这样称呼是因为其两个输入端 Ｒ和 ｓ ｓ 而得名 ，Ｒ取 自 Ｒ ｓｔ ｅ 表 ｅ 示复位 ，ｓ 自Ｓｔ 取 ｅ表示置位 ，因此该触发气具有置 ０和置 １ 功能 ，Ｒ是置 ０ 输入端 ，ｓ 是 置ｌ 输入端 ，而日每次只能是一个输入端有效即为 ０ ． ，而另一个输入端为 １ ，如果 Ｒ＝ ＝ Ｓ
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中山大学学报论丛 ， ０ 年 第２ 卷 第 １ ２０ ６ ６ 期
Ｓ Ｎ ＡＴＳ Ｕ Ｙ ＥＮ ＮＩ ＥＲＳ ＴＹ ＦＯＲＵＭ Ｖｏ． ６ Ｎ ． ２ ０ Ｕ Ｖ Ｉ １２ ｏ １ ０ ６
《 数字电路与逻辑设计》 课程
触发 器教学研 究
的基本 Ｒ Ｓ触发器
图 ２ 同步 Ｒ ｓ触发器
同一类触发器通过改变电路结构形式 ，可以相互转换 ，我们以主从式触发器为例进行 描 述。
Ｒ 触发器由存在 Ｒ ＝ Ｓ Ｓ ０的约束条件即 Ｒ和 Ｓ 不能同时为 １ ，使用不 方便 ， 必要对 有 Ｒ 触发器 的结构进行改进。如果将触发器的输 出端 一 和 Ｊ Ｓ Ｑ 的与连接到 Ｓ 端即 Ｓ： Ｑ Ｑ Ｊ 一 和 Ｋ的与 连 接到 Ｒ端 即 Ｒ＝ Ｑ则可 以得 到 Ｊ Ｋ Ｋ触 发 器 ，由此我 们 可 以知 道 ，Ｊ Ｋ触发 器 的
示为由两个与非门构成的基本 Ｒ 触发器．基本 Ｒ 触发器是最原始的触发器．掌握其电 ｓ ｓ
路结构和工作原理及动作特点 ， 对学习后面内容至关重要 ，因为后面的触发器都是由基本
’
ｌ
，
．
Ｒ ｓ触发器演化而来。
收 稿 日期 ：２０ ０ ５一ｌ — ３ １ ２
：
作者简介 ：李智芳 （９ ６一） １６ ，男 ，讲师。
二 、从结构上掌握各类触发 器之间的 内在联 系
从结构ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ，将触发器分为基本 Ｒ 触发器 ，同步 Ｒ 触发器 ，主从式触发 器，边沿触 Ｓ ｓ 发器等 ，电路结构形式不同，导致个不相同的动作特点 。
触发器在结构上都是在基本 Ｒ 触发器的基础 卜 Ｓ 逐步演化来 的．使触发器由简单到复 杂 ，由不可控到可控 ，从无序到有序 ，抗 干扰能力逐步增强．因此 ，教学时可以将 基本
一
、
从本质上分析和掌握触发器的工作原理和动作特点
在开始学习触发器时一般都是刚刚学完组合逻辑电路 ，因此在教学上应引导学生注意 组合逻辑 电路和时序逻辑电路 区别与联系。将组合逻辑 电路的功能表示方法与时序 电路的
功能表示方法对应起来．在教科书上 ，触发器一章一般 以基本 Ｒ 触发器开始 ，如 图 ｌ ｓ 所