8基本RS触发器解析
rs触发器ppt课件
功耗问题
随着集成电路规模的扩大，功耗问题 日益突出，如何降低RS触发器的功 耗是一个重要挑战。
可靠性问题
在高温、高湿等恶劣环境下，RS触 发器的可靠性可能受到影响，导致电 路性能下降或失效。
针对性解决方案设计思路展示
噪声抑制技术
时钟同步技术
采用滤波、屏蔽等措施，有效抑制电磁干 扰和电源噪声对RS触发器的影响。
输出信号连接方式
将触发器的输出端连接到 负载上，注意负载的额定 电压和电流要符合触发器 的规格要求。
关键参数指标解读
触发电压
指使触发器状态发生变化的最 小输入信号电压值，一般与电
源电压有关。
触发电流
指使触发器状态发生变化的最 小输入信号电流值，一般与输 入电阻和电源电压有关。
输出电平
指触发器输出端口的电平状态 ，包括高电平和低电平两种状 态，与输入信号的电平和极性 有关。
存储单元的实现
将多个RS触发器组合起来，可以构成一个存储单元，用于存储二 进制数据。
计数器的设计
利用RS触发器和其他逻辑门电路可以设计出各种计数器，如二进 制计数器、十进制计数器等。
04
RS触发器性能评估及优化策略
性能评估指标体系构建
响应速度
衡量触发器从接收到信号到产生输出所需的 时间。
噪声容限
06
RS触发器发展趋势预测与展望
当前存在问题和瓶颈分析
触发精度不足
目前RS触发器在触发精度方面存 在不足，难以满足高精度应用需
求。
功耗较高
RS触发器在工作过程中功耗较高 ，不利于低功耗设计。
稳定性差
RS触发器在复杂环境下工作时， 容易出现误触发等问题，稳定性
有待提高。
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04 RS触发器的设计与实现
CHAPTER
设计思路与步骤
确定触发器的功能需求
根据题目要求，确定RS触发器是作为置位器还是复位器使用 ，或者同时具有置位和复位功能。
选择合适的逻辑门
根据电路设计需求，选择合适的逻辑门（如与门、或门、非 门等）进行组合，实现RS触发器的逻辑功能。
设计思路与步骤
• 确定输入和输出信号：根据设计需求，确定RS触 发器的输入信号（置位信号、复位信号）和输出 信号。
RS触发器PPT课件
目录
CONTENTS
• RS触发器简介 • RS触发器的逻辑功能 • RS触发器的真值表与波形图 • RS触发器的设计与实现 • RS触发器的应用案例 • RS触发器的常见问题与解决方案
ห้องสมุดไป่ตู้
01 RS触发器简介
CHAPTER
定义与工作原理
定义
RS触发器是一种最简单的触发器 ，由两个交叉耦合的与非门构成 ，具有置位、复位和保持功能。
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•·
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3. 滤波技术：在输入输出端加入滤波器，滤除高频噪声 ，提高信号的信噪比。
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1. 隔离措施：采用隔离变压器、光耦合器等隔离元件， 将干扰源与触发器电路隔离，减小干扰对电路的影响。
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4. 冗余设计：采用冗余电源、冗余备份等措施，提高系 统的容错能力，增强抗干扰能力。
4. 软件算法优化：通过软件算法优化，减小信号的量 化误差，提高信号的分辨率，从而降低抖动。
问题二：如何提高RS触发器的抗干扰能力？
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抗干扰能力是指RS触发器在存在噪声或干扰的情况下， 保持正常工作能力的性能。
基本RS触发器
S CP R (c) 国 标 符 号
Q
G1 & G3 & Qm G5 & G7 &
J
2、主从JK触发器
Q & G2
将
SJQn RKQ n
代入主从RS触发器的特性方程，即可得到主从JK 触发器的特性方程：
从 & G4
Qm & G6
1 G9
Qn1 S RQn JQ n KQnQn
主
& G8
JQ n KQn CP下降沿到来时有效
代入基本RS触发器的特征方程得： R·S=0 (约束条件)
R
Qn+1=S+ Qn
表5.3.1 功能表
CP
RS
1
00
1
01
1
10
1
11
Qn+1
Qn 1 0 ×
功能
保持 置1 置0 不定
同步RS触发器的CP脉冲、R、S均为高电平有效，触发器状态才能改变。与基本RS触发器相比， 对触发器增加了时间控制,但其输出的不定状态直接影响触发器的工作质量。
(1) CP=0期间，与非门G3、G4输出结果Q4 =Q3=1，此时触发器的输出Qn+1将保持状态不变。 （2）CP=1期间，与或非门输出Qn+1保持状态不变 （3）CP↓到来，CP=0，由于tpd1> tpd2, 则与或非门中的A、D与门结果为0，与或非门变为基本RS触发器
Qn+1= S+RQn =JQn+KQn
VCC 1RD 2RD 2CP 2K 2J 2SD 2Q
16
9
7 4L S1 12
1
8
1CP 1K 1J 1SD 1Q 1Q 2Q G ND
基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号
基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号将两个与非门的输出端、输入端相互交叉连接，就构成了基本R-S触发器，如下图所示。
正常工作时输出端Q和的逻辑状态相反。
通常用Q端的状态来表示触发器的状态，当Q=0时称触发器为0态或复位状态，Q=1时称触发器为1态或置位状态。
下面分四种情况来讨论触发器的逻辑功能。
（1）RD=1，SD=1。
设触发器处于0态，即Q=0，=1。
根据触发器的逻辑电路图，此时Q=0反馈到门G2的输入端，从而保证了=1；而=1反馈到门G1的输入端，与SD=1共同作用，又保证了Q=0。
因此触发器仍保持了原来的0态。
设触发器处于1态，即Q=1、=0。
=0反馈到门G1的输入端，从而保证了Q=1；而Q=1反馈到门G2的输入端，与RD=1共同作用，又保证了=0。
因此触发器仍保持了原来的1态。
可见，无论原状态为0还是为1，当RD和SD均为高电平时，触发器具有保持原状态的功能，也说明触发器具有记忆0或1的功能。
正因如此，触发器可以用来存放一位二进制数。
（2）RD=0，SD=1。
当RD =0时，无论触发器原来的状态如何，都有=1；这时门G1的两输入端都为1，则有Q=0，所以触发器置为0态。
触发器置0后，无论RD变为1或仍为0，只要SD保持高电平（SD ＝1），触发器保持0态。
也即无论原状态如何，只要SD保持高电平，RD端加负脉冲或低电平，都能使触发器置0，因而RD端称为置0端或复位端。
（3）RD=1，SD=0。
因SD=0，无论的状态如何，都有Q=1；所以，触发器被置为1态。
一旦触发器被置为1态之后，只要保持RD =1不变，即使SD由0跳变为1，触发器仍保持1态。
SD端称为置1端或置位端。
（4）RD=0，SD=0。
基本RS触发器原理
基本RS 触发器原理图4-1(a)是由两个“与非”门构成的基本R-S 触发器,(b)是其逻辑符号。
RD 、SD 是两个输入端，Q 及y 是两个输出端。
正常工作时，触发器的Q 和y 应保持相反，因而触发器具有两个稳定状态：1）Q=1，y=0。
通常将Q 端作为触发器的状态。
若Q 端处于高电平，就说触发器是1状态；2）Q=0，y=1。
Q 端处于低电平，就说触发器是0状态；Q 端称为触发器的原端或1端，y 端称为触发器的非端或0端。
由图4-1可看出，如果Q 端的初始状态设为1，RD 、SD 端都作用于高电平（逻辑1），则y 一定为0。
如果RD 、SD 状态不变，则Q 及y 的状态也不会改变。
这是一个稳定状态；同理，若触发器的初始状态Q 为0而y 为1，在RD 、SD 为1的情况下这种状态也不会改变。
这又是一个稳定状态。
可见，它具有两个稳定状态。
输入与输出之间的逻辑关系可以用真值表、状态转换真值表及特征方程来描述。
图4（一）真值表R-S 触发器的逻辑功能，可以用输入、输出之间的逻辑关系构成一个真值表(或叫功能表)来描述。
1、当RD =0，SD=1时，不论触发器的初始状态如何，y 一定为1,由于“与非”门2的输入全是1，Q 端应为0。
称触发器为0状态，RD 为置0端。
2、当RD =1，SD=0时，不论触发器的初始状态如何，Q 一定为1,从而使y 为0。
称触发器为1状态，SD 置1端。
3、当RD =1，SD =1时，如前所述，Q 及y 状态保持原状态不变。
4、当RD =0，SD =0时，不论触发器的初始状态如何，Q=y=1，若RD 、SD 同时由0变成1，在两个门的性能完全一致的情况下, Q 及y 哪一个为1，哪一个为0是不定的，在应用时不允许RD 和SD 同时为0。
综合以上四种情况，可建立R-S 触发器的真值表于表1。
应注意的是表中RD = SD =0的一行中Q 及y 状态是指RD 、SD 同时变为1后所处的状态是不定的，用Ф表示。
基本RS触发器
状态表
Qn+1 功能
1 1 1 1
0 0 1 1
0 1 0 1
Qn 0 1 Qn
保持 置0 置1 翻转（计数）
从表5.3.2中可知: (1) 当J=0，K=1时，Qn+1=JQn+KQn ， 置“0”。 (2) 当J=1， K=0时, Qn+1 =JQn+KQn ，置“1”。
(3) 当J=0，K=0时，Qn+1=Qn，保持不变。 (4) 当J=1，K=1时，Qn+1=Qn ,翻转或称计数。 所谓计数就是触发器状态翻转的次数与CP脉冲输 入的个数相等,以翻转的次数记录CP的个数。波 形图如图5.3.3所示。
(b) D 触发器的简化电路
将S=D、R=D代入同步RS触发器的特性方程，得 同步D触发器的特性方程：
Q
n +1
= S + R Q = D + DQ = D
n n
CP=1期间有效 期间有效
D=1/
状 态 图 波 形 图
0/
0 0/
1
1/
CP D Q Q
在数字电路中， 时钟脉冲控制下， 在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下， 情况的不同，具有置0 根据输入信号D情况的不同，具有置0、置 功能的电路， 触发器。 1功能的电路，都称为D触发器。
四、同步触发器 存在的问题 空翻现象。空翻现象就是在CP=1期间，触发器 CP=1期间， CP=1期间 的输出状态翻转两次或两次以上的现象。 如图 5.3.4所示，第一个CP=1期间Q状态变化的情况
CP J K Q “0” “1” “0”
图 5.3.4 空翻波形图
§5.4 边沿触发器 一、TTL边沿 触发器 边沿JK触发器 边沿 触发器
实验八 触发器
1 0
1S C1 1R
Q主
1S C1
Q
CLK K
Q主
1R
Q
R主＝0
，即Q*= 1 , Q* = 0
5.4 脉冲触发的触发器
④J＝1，K＝1 若Q＝0， Q＝1 S主＝1，R主＝0
在CLK＝1时，主 触发器翻转为“1” 即 Q*主= 1 在CLK的 Q*= 1 若Q＝1， Q＝0 在CLK的
J
1 1
1S C1 1R
Q主
1S C1
Q
CLK K
Q主
1R
Q
，从触发器由“0 ”翻转为“1”，即 S主＝0 在CLK＝1时，主触 发器翻转为“0”， 即 Q*主= 0 Q*= Q
R主＝1
，即Q*= 0, Q* = 1
5.4 脉冲触发的触发器
其功能表如表5.4.2所示 表5.4.2
CLK J
实验八 触发器
实验目的
1、掌握基本RS、JK、T和D触发器的逻辑功能
2、掌握集成触发器的功能和使用方法 3、熟悉触发器之间相互转换的方法
实验原理
触发器概述 定义：能够存储1位二值信号的基本单元电路。 特点：a.具有两个能自行保持的稳定状态，用来 表 示逻辑状态的0和1,或二进制数的0和1 ; b.根据不同的输入信号可以置1或0. 分类: a. 按触发方式：电平触发器、脉冲触发器和边沿 触发器 b. 按逻辑功能方式：SR锁存器、JK触发器、D触 发器、T触发器、T触发器 c. 按结构：基本SR锁存器、同步SR触发器、主 从触发器、维持阻塞触发器、边沿触发器等
Q 1 0 1
× 0 1
1
也称为D锁存器，其特点是 在CLK的有效电平期间输出 状态始终跟随输入状态变化， 即输出与输入状态相同。
基本RS触发器ppt课件
R
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4
以Q端的状态代表触发器的状态
Q=1为触发器1态，Q=0为触发器的0态
Q=Q=0或Q=Q=1为触发器的异常状态， 是不允许出现的状态（应该约束）
常用Qn表示当前状态（现态）， Q n+1表 示下一状态（次态）
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5
（设2Q）n或= 非0 门基本RS触发器的逻辑功能
R
触发器是具有 记忆功能 、数字信息存 储功能 的基本单元电路。
基本RS 触发器是各种触发器中结构形 式最简单的一种。
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3
基本RS 触发器有哪些逻辑功能？
1，电路组成
Q
（1）逻辑电路
两个 或非 门 输入、输出端 交叉连接
输入端R、S：高电平有效 输出端Q、Q: 互补 （相反）
S
(2)逻辑符号
1
˟
0
Qn R
S
化简后得出输入信号高电平有效触发器的特性方程：
Qn+1=RQn +S ，RS=0 （约束条件）
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9
转化为或非-或非式：
Qn+1= R+Qn+S
逻辑波形图
S
R
Q
Q
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10
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S
逻辑功能
0
0
保持（Q n+1
=Qn ）
0
1
置1（Qn+1
=1 ）
1
0
置0 ( Qn+1
=0 )
1
1
不定态
或非门的输入 输出规律：
输入有1，输出为0
RS触发器工作原理
减小功耗的方法
降低工作电压
降低触发器的工作电压可以减小功耗，但需要注意不能影响其正 常工作。
动态功耗管理
根据触发器的实际需求，动态调整其工作模式和功耗，以达到节能 的目的。
采用低功耗技术
采用低功耗的逻辑门和电路技术，可以进一步减小触发器的功耗。
06
RS触发器的发展趋势和未来 展望
新型RS触发器的研究和开发
状态图
状态图以图形方式表示触发器的状态转换过程，包括稳定状 态和过渡状态。状态图有助于直观理解触发器的工作过程。
动作特性
动作特性
当输入信号满足置位或复位条件时， 触发器会从当前状态转换到目标状态， 完成一个工作周期。
延迟时间
在输入信号变化后，触发器完成状态 转换所需的时间称为延迟时间。延迟 时间取决于电路的传输延迟和逻辑门 延迟。
特点
RS触发器具有两个稳定状态，即Q和 Q'端状态相反，以及输入信号能够通 过非门实现状态转换。
RS触发器的重要性
01
02
03
基础性
RS触发器作为数字逻辑门 电路的基础，是构成各种 复杂数字电路和系统的基 本单元。
稳定性
RS触发器具有稳定的两个 状态，能够保证数字电路 的可靠工作。
转换功能
RS触发器的状态转换功能 是实现数字逻辑运算的基 础。
控制逻辑
在微处理器的控制逻辑中，RS触发器用于实现控 制信号的逻辑运算和状态转换。
05
RS触发器的改进和优化
降低传输延迟的方法
采用高速材料
使用具有高电子迁移率和高饱和速度的材料，如硅化物或氮化物， 可以降低传输延迟。
优化电路设计
通过改进电路布局和布线，减小信号传输路径和延迟，提高触发器 的响应速度。
基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号
基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基本rs触发器的逻辑功能、构成、逻辑状态表、逻辑符号将两个与非门的输出端、输入端相互交叉连接，就构成了基本R-S触发器，如下图所示。
正常工作时输出端Q和的逻辑状态相反。
通常用Q端的状态来表示触发器的状态，当Q=0时称触发器为0态或复位状态，Q=1时称触发器为1态或置位状态。
下面分四种情况来讨论触发器的逻辑功能。
（1）RD=1，SD=1。
设触发器处于0态，即Q=0，=1。
根据触发器的逻辑电路图，此时Q=0反馈到门G2的输入端，从而保证了=1；而=1反馈到门G1的输入端，与SD=1共同作用，又保证了Q=0。
因此触发器仍保持了原来的0态。
设触发器处于1态，即Q=1、=0。
=0反馈到门G1的输入端，从而保证了Q=1；而Q=1反馈到门G2的输入端，与RD=1共同作用，又保证了=0。
因此触发器仍保持了原来的1态。
可见，无论原状态为0还是为1，当RD和SD均为高电平时，触发器具有保持原状态的功能，也说明触发器具有记忆0或1的功能。
正因如此，触发器可以用来存放一位二进制数。
（2）RD=0，SD=1。
当RD =0时，无论触发器原来的状态如何，都有=1；这时门G1的两输入端都为1，则有Q=0，所以触发器置为0态。
触发器置0后，无论RD变为1或仍为0，只要SD保持高电平（SD ＝1），触发器保持0态。
也即无论原状态如何，只要SD保持高电平，RD端加负脉冲或低电平，都能使触发器置0，因而RD端称为置0端或复位端。
（3）RD=1，SD=0。
因SD=0，无论的状态如何，都有Q=1；所以，触发器被置为1态。
一旦触发器被置为1态之后，只要保持RD =1不变，即使SD由0跳变为1，触发器仍保持1态。
SD端称为置1端或置位端。
（4）RD=0，SD=0。
RS触发器课件
所以所以
所以
触发信号是
触发信号是触发信号是
触发信号是低电平有效
低电平有效低电平有效
低电平有效。
。。
。
Q
Q
0
1
在
在在
在SD端加低电平触发信号
端加低电平触发信号端加低电平触发信号
端加低电平触发信号：
：：
：即
即即
即
0
1
1
0
RDSDSD=0
RD=1
Q=1
即触发器置
即触发器置即触发器置
即触发器置“
““
“1”，
，，
，SD是置
是置是置
是置“
““
“1”的信
的信的信
的信
号
号号
号
Q=0
注
注注
注：
：：
：Q=0反馈回来
。。
。功能表
功能表功能表
功能表
逻辑符号
逻辑符号逻辑符号
逻辑符号Q
Q
SDRDS
R
QQn Qn0 1
10
1* 1*
11
0 1
10
0 0
Qn+1 Qn+1RDSD1
1
触发器的触发翻转10
& A0
1
0
& B电路要改变状态必须加入触发信
电路要改变状态必须加入触发信电路要改变状态必须加入触发信
电路要改变状态必须加入触发信
号
号号
号，
，，
触发器 基本 RS 触发器 数电课件
之间相互关系
Qn1 S RQn
约束条件
R RS
S
0
1
（公式5.1.1）
Ⅳ. 激励表（驱动表）
激励表是用表格的形式来表示触发器从一个状态变化到另一个 状态或状态保持不变时，对输入信号（激励信号）的要求。
用与非门组成的基本RS触发器的激励表如表5.1.1—3所示。
用与非门组成的基本RS触发器的真值表如表5.1.1—1所示。
表5.1.1—1
5. 触发器逻辑功能的表示方法
现态：触发器在输入信号作用之前所处的状态，也就是触发器原来的稳定状态，称为触发
器的现态，用 来表示。
Qn
次态：触发器在输入信号作用之后所处的新的稳定状态，称为触发器的次态，用
示。
Q n1
来表
用与非门组成的基本RS触发器的激励表如表5.1.1—3所示。
表5.1.1—3
Ⅴ. 状态转换图 状态转换图是用图形的方式来表示触发器从一个状态变化到另一个状态或状态保持不
变时，对输入信号的要求。 用与非门组成的基本RS触发器的状态转换图如图5.1.1—4所示。
图5.1.1—4
Ⅵ. 波形图（时序图）
2. 逻辑符号
用与非门组成的基本RS触发器的逻辑符号如图5.1.1—2所示。
图5.1.1—2
由图5.1.1—2可知
Ⅰ. 两个输入端
S、R
①. S称为置“1”输入端（置位端）；
②. 称为置“0”输入端（复位端）；
③. 均R为低电平输入有效。
Ⅱ. 两个输出端
Q、Q
①. 正常情况下，
Q的、输出Q是互反的。
Ⅳ. 当 RS 时0，0
RS触发器
基本触发器的设计预备知识：RS触发器是一种基本的触发器一触发器1触发器的概念触发器：具有记忆功能的基本逻辑电路，能存储二进制信息（数字信息）。
触发器有二个基本特性：（ 1 ）有两个稳态，可分别表示二进制数码 0 和 1 ，无外触发时可维持稳态；触发器的两个稳定状态①Q=1，通常将Q端作为触发器的状态。
若Q端处于高电平，就说触发器是1状态；②Q=0，Q端处于低电平，就说触发器是0状态；Q端称为触发器的原端或1端，端称为触发器的非端或0端。
（ 2 ）外触发下，两个稳态可相互转换（称翻转），已转换的稳定状态可长期保持下来，这就使得触发器能够记忆二进制信息，常用作二进制存储单元。
（3 ）触发器的分类：根据逻辑功能不同：RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和触发器等。
触发方式不同：电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。
电路结构不同：基本RS触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器。
二、RS触发器的知识1 基本RS触发器原理图2-1是由两个“与非”门构成的基本R-S触发器。
RD、SD是两个输入端，Q及Qn是两个输出端。
图2-1 RS触发器2 稳定状态正常工作时，触发器的Q 和Qn 应保持相反，因而触发器具有两个稳定状态：① Q=1，Qn=0。
通常将Q 端作为触发器的状态。
若Q 端处于高电平，就说触发器是1状态； ② Q=0，Qn=1。
Q 端处于低电平，就说触发器是0状态；Q 端称为触发器的原端或1端，Qn 端称为触发器的非端或0端。
3 真值表R-S 触发器的逻辑功能，可以用输入、输出之间的逻辑关系构成一个真值表(或叫功能表)来描述。
① 当RD=0，SD=1时，不论触发器的初始状态如何，Qn 为1,由于“与非”门2的输入全是1，Q 端应为0。
称触发器为状态，R D 为置0端② 当RD =1，SD =0时，不论触发器的初始状态如何，Q 为1,从而使Qn 为0。
称触发器为1状态，SD 置1端。
基本RS触发器
4. 应用
二、主从触发器
每一个CP下降沿，都会使Q的状态变化，Q4Q3Q2Q1代表四 位二进制数，故称该电路为四位二进制计数器。
CP信号频率每经过一个触发器频率减半， Q4输出信号的 频率是输入脉冲的十六分之一，这种频率之间的关系称为“分
频”。Q1是CP信号的二分频，Q4是CP信号的十六分频。
（三）主从JK触发器 1. 逻辑符号
RS
Qn+1
00
Qn
01
1
10
0
11
X
3. 特征方程
Qn1
S
RQn
SR 0
一、基本RS触发器
CP=1： S=0，R=0：Qn+1=Qn S=1，R=0：Qn+1=1 S=0，R=1：Qn+1=0 S=1，R=1：Qn+1= X
约束条件：输入不能同时为1。
4. 同步RS触发器波形图分析
一、基本RS触发器
&
G2
&
CP=1：
1
1
R
S
S=0，R=0：Qn+1=Qn G4
S=1，R=0：Qn+1=1
&
G3
&
1R C1 1S
S=0，R=1：Qn+1=0 R
R CP S S
S=1，R=1：Qn+1=输X入端R、S通过CP非门作
符号：
用于基本RS触发器。 动作特点：P190－191
（三）同步RS触发器 2. 特征表
输入信号：J、K 时钟输入：CP 异步置0、置1：RD、SD
（不受CP限制，低有效） 输出信号：Q、Q
二、主从触发器
RS触发器
一、 基本 RS 触发器 时钟（同步）RS触发器 二、 时钟（同步）RS触发器
三、主从RS触发器 主从RS触发器 RS
1
一、 基本RS触发器 基本RS触发器 RS
1. 电路结构与逻辑符号
G1 S & Q
S
Q
反馈
G2 & Q
R
Q
输入端
R
输出端
逻辑符号
由两个与非门通过反馈组成一个对称的双稳态电路 端的状态表示触发器状态： 即触发器为状态1 以Q端的状态表示触发器状态：Q=1即触发器为状态 端的状态表示触发器状态 即触发器为状态
S
+5V R 1kΩ Ω
vo vo
(b)
/S
& Q A
S由B到A
S
υA
S由A到B
& Q
B
R
υB
/R
+5V
Q
10
时钟（同步）RS触发器 二、 时钟（同步）RS触发器
1. 电路结构及逻辑符号
电路结构： 基本RS触发器和时钟脉冲控制门电路组成 触发器和时钟脉冲控制门电路组成。 电路结构：由基本 触发器和时钟脉冲控制门电路组成。
3. 逻辑功能描述方法（在CP=1） ： 逻辑功能描述方法（ ） 2) 状态转换真值表
1) 真值表
S 0 0 1 1 R 0 1 0 1 Qn+1 Qn 0 1 － 说 明 状态不变 置0 置1
Qn S 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1
R 0 1 0 1 0 1 0 1
＋ Qn＋1
0 0 1 X 1 0 1 X
SD S1 S2 S3 1CP R1 R2 R3 RD
数字电路实验8 基本RS触发器
1．实验目的1)使用EWB软件模拟基本RS触发器，本实验选用或非门实现基本RS触发器，完成仿真调试，电路分析；2)进一步分析并掌握RS触发器的工作原理；3)基本RS触发器（又称R-S锁存器）是各种触发电路中结构形式最简单的一种，它又是许多复杂电路结构触发器的一个组成部分。
2．实验内容1)利用EWB电子实验室软件多媒体教程，学习如何使用EWB模拟出基本RS触发器；2)自己使用EWB模拟RS触发器，以此完成元器件的选取，电路连接，仿真调试以及电路分析；3)进一步分析RS触发器的功能，分析其工作原理。
3．实验步骤和实验结果1)选取元器件：地，“V CC”直流电源，开关2个，彩色指示器2个以及或非门两个。
2)根据电子多媒体教程连接电路：3)仿真调试：R = 1, S = 1, 触发器两端为低电平R = 1, S = 0, 触发器置1R = 0, S = 1, 触发器置0R = 0, S = 0, 触发器保持原状态4)结果分析：该实验使用的是或非门构造的RS触发器，所以Q___所对应的为R___+___Q___，而Q所对应为S+Q___，所以由分析可得该模拟电路中RS高电平有效。
而该触发器中S为置位端，而R 为复位端或指令端。
由上图仿真调试结构可得RS不同的取值下，输出信号的五种不同结果。
4．分析与讨论1)本RS基本触发器电路与书上所给逻辑电路图有所不同，即Q与Q——的位置互相对调，所以在输出上结果也相应的有所不同，如当R=0，S=0，情况下，触发器Q与Q——端口保持原状态而不是低电平；2)3)由真值表可得其特性方程为：Q n+1=R+S—Q nRS=04）基本RS触发器因为电平受直接控制，所以抗干扰能力弱，并且RS间有约束，所以可以采用同步触发器改善电路。
1_触发器的电路结构与工作原理(RS触发器)
一、基本RS 触 发 器 1.基本RS触发器的工作原理. Qn — 前一时刻的状态
0Q
11
SR
Q1
00
Qn+1— 后一时刻的状态
&
&
发为器的了逻能辑够功总能结，出应基该本把R引S若 在 端触起此 输 输时 入 入 RS 触 发 器 工 作 状 态 发 生 变R=化1 的所有可能性全都列出，然S=后0
从真值表中找出其规律。
置1端
1
S
0
0 置0端
R1
填Q写n 真R 值表S QnQ=n0+1;说R=明1
0 1 S=10 0 维
基本RS触发器的真值表就是
11 1 1持
使用这种分析方法进行填写。
00 1 0置
10 1 0 0
01 0 1
1
9 继续
RS 触 发 器 填写真值表Qn=1;R=1 S=0
设原来
一、基本RS 触 发 器 1.基本RS触发器的工作原理. Qn — 前一时刻的状态
1Q
1
SR
Q0
11
Qn+1— 后一时刻的状态
&
&
发为器的了逻能辑够功总能结，出应基该本把R若 在 端引S此 输 输触起时 入 入 RS 触 发 器 工 作 状 态 发 生 变R化=0 的所有可能性全都列出，然S=后0
能或存储功能。
称为维持。
1
6 本继页续完
RS 触 发 器
设原来
状态为0
一、基本RS 触 发 器 1.基本RS触发器的工作原理. Qn — 前一时刻的状态
0Q
0
SR
Q1
1
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1. 状态表
表5.2
输 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1 1 入 Qn 0
状态表
输出 Qn+1 × 不定 置0 置1 保持不变 逻辑功能
1
0 1 0 1 0
×
0 0 1 1 0 1
2. 特征方程式 根据表5.2画出卡诺图如图5.2.2所示， 化简得： Qn1 S RQn
S Qn R 0 1
置 不 置 0 变 1
不 置 变 0
不 不 不 变 变 变
二、同步 JK 触发器
1、 电路组成
Q Q
&
& SD Q RD CP Q SD
SD
R & &
S
K K CP (a ) J (b )
J
图5.3.2 同步JK触发器 （a） 逻辑电路; （b） 逻辑符号
2. 功能分析
按图5.3.2(a)的逻辑电路，同步JK触 发器的功能分析如下： 当CP=0时，R=S=1，Qn+1=Qn触发器的状 态保持不变。 当CP=1时，将R=KCPQn=KQn, S=JCPQn= JQn 代入Qn+1=S+RQn, 可得:特性方程
三、同步D触发器（D锁存器）
Q Q Q Q Q Q
G1 & G3 & S D 1
& G2 & G4 R CP
G1 & G3 & S D
& G2 & G4 R CP 1D C1
D
CP
(a) D 触发器的构成
(b) D 触发器的简化电路
(c) 逻辑符号
将S=D、R=D代入同步RS触发器的特性方程，得 同步D触发器的特性方程：
主 要 特 点
（ 1 ）时钟电平控制。在 CP ＝ 1 期间接收输入信 号，CP＝0时状态保持不变，与基本RS触发器相 比，对触发器状态的转变增加了时间控制。 （2）R、S之间有约束。不能允许出现R和S同时 为1的情况，否则会使触发器处于不确定的状态。
CP
波 形 图
R S Q Q
不 变
置 1
不 变
RS、 JK、D、T和T′型触发器
基本、 同步、主从、维持阻塞和边沿型触发器
按触发方式分
上升沿、下降沿触发器和高电平、 低电平触发器。
触发器的逻辑功能的描述 状态表
激励表
特征方程式
状态转换图
波形图
§5.2 基本RS触发器
一、电路组成
它由两个与非门（或者或非门）的输入和输出 交叉连接而成，如图5.2.1所示，有两个输入端R和 S（又称触发信号端）；R为复位端，当R有效时，Q 变为0，故也称R为置0端；S为置位端，当S有效时， Q变为1，称S为置“1”端；还有两个互补输出端Q和 Q。当Q=1，Q =0； 反之亦然。
第5章 触发器
基本RS触发器 同步触发器 边沿触发器 维持阻塞D触发器 (又称维阻D触发器)
§5.1
概述
触发器（Flip Flop，简写为FF）是
具有记忆功能的单元电路，由门电路构
成，专门用来接收存储输出0、1代码。
它有双稳态、 单稳态和无稳态触发器
（多谐振荡器）等几种。
触发器的两个特点 它有两个稳定状态，“0”和“1”。 在输入信号作用下，两个稳态可相互转换。 按功能分 按结构分
(3) 当J=0，K=0时，Qn+1=Qn，保持不变。
(4) 当J=1，K=1时，Qn+1=Qn ,翻转或称计数。 所谓计数就是触发器状态翻转的次数与CP脉冲输 入的个数相等,以翻转的次数记录CP的个数。波 形图如图5.3.3所示。
3、波形图
CP J K Q Q
图 5.3.3.
波形图
Q
Q
Q
Qபைடு நூலகம்
Q
Q
&
&
S R S (b )
R R
R R (c)
S S
S (a )
图5.2.1
基本RS触发器
（a） 逻辑图; （b） 逻辑符号； （c） 逻辑符号
二、 功能分析
触发器有两个稳定状态。Qn为触发器的原 状态（现态），即触发信号输入前的状态； Qn+1为触发器的新状态（次态），即触发信 号输入后的状态。 其功能可采用状态表、 特征方程式、逻辑符号图以及状态转换图、 波形图或称时序图来描述。
Qn+1=JQn+KQn
表5.3.2
CP J K
状态表
Qn+1 功能
1 1 1 1
0 0 1 1
0 1 0 1
Qn 0 1 Qn
保持 置0 置1 翻转（计数）
从表5.3.2中可知: (1) 当J=0，K=1时，Qn+1=JQn+KQn ， 置“0”。 (2) 当J=1， K=0时, Qn+1 =JQn+KQn ，置“1”。
Q
n 1
S R Q D DQ D
n n
CP=1期间有效
D=1/
状 态 图
波 形 图
0/
0 0/
1
1/
CP D Q Q
在数字电路中，凡在CP时钟脉冲控制下， 根据输入信号D情况的不同，具有置0、置 1功能的电路，都称为D触发器。
四、同步触发器 存在的问题
空翻现象。空翻现象就是在CP=1期间，触发器 的输出状态翻转两次或两次以上的现象。 如图 5.3.4所示，第一个CP=1期间Q状态变化的情况
R+S=1 (约束条件)
00 × 1 01 × 1 11 0 1 10 0 0
图5.2.2
卡诺图
3、
波形图
如图5.2.3所示， 画图时应根据功能表 来确定各个时间段Q与Q的状态。
S R 状 态 不 定
Q Q
图5.2.3
波形图
§5.3 同步触发器
一、同步RS触发器 1. 电路组成 同步RS触发器的电路组成如图5.3.1所示。 图中, RD 、 SD、是直接置0、置1端，用来 设置触发器的初状态。 2. 功能分析 同步RS触发器的逻辑电路图和逻辑符号 如图5.3.1所示。
Qn+1=S+ R Qn R· S=0 (约束条件)
表5.3.1
CP 1 1 1 1 R 0 0 1 1 S 0 1 0 1
功能表
Qn+1 Qn 1 0 × 功能 保持 置1 置0 不定
同步RS触发器的CP脉冲、R、S均为高电平 有效，触发器状态才能改变。与基本RS触发器 相比，对触发器增加了时间控制,但其输出的 不定状态直接影响触发器的工作质量。
Q
Q
& RD R′ &
& SD S′ & R CP S Q RD Q SD
R
CP (a )
S (b )
图5.3.1 同步RS触发器 （a） 逻辑电路; （b） 逻辑符号
当CP=0， R′=S′=1时，Q与 Q 保持不变.
当CP=1， R′= RCP ,S′= SCP ，
代入基本RS触发器的特征方程得：