RS触发器：原理、应用和优缺点分析

RS触发器

1.电路结构

同步式RS触发器逻辑图如图5－4所示，CP是时钟输入端，输入周期性连续脉冲，S、R是数据输入端（又称控制输入端），该电路由两部分组成：由与非门G1、G2组成基本触发器和由与非门G3、G4组成输入控制电路。

图5－4　同步式RS触发器逻辑图

（a）电路结构；（b）曾用符号；（c）国标符号

2.逻辑功能

当CP＝0时，不管控制输入信号R和S是低电平还是高电平，G3和G4的输出恒为1，此时G1、G2构成基本触发器，触发器的状态维持原状态。

当CP＝1时，R、S信号通过门G3、G4反相加到由G1、G2组成的基本触发器上，使Q和的状态跟随输入信号R、S的变化而改变。RS触发器功能真值表如表5－3所示。

表5－3　RS触发器功能真值表

表5－3表达的信息如下：

当CP＝1时，若S＝R＝0，G3、G4输出为1，由基本触发器原理分析可知，触发器的

Qn＋1＝Qn。

当CP＝1时，若S＝0，R＝1，G3输出1，G4输出0，因此不管触发器原态是0还是1，

Qn＋1＝0。

当CP＝1时，若S＝1，R＝0，G4输出0，G3输出1，因此不管触发器原态是0还是1，

Qn＋1＝1。

当CP＝1时，若R＝S＝1时，G3、G4均输出0，此时触发器状态因G1、G2输入端均为0，使得触发器输出状态Q＝＝1，而在CP由高变低时，因SR同时由低变高，触发器的次态就不能确定，故同步RS触发器的约束条件SR＝0。

3.RS触发器功能的表示方法(www.xing528.com)

1）特性方程

将表5－3 RS触发器功能真值表，经过如图5－5所示次态卡诺图的化简，就可以得到该时钟触发器的逻辑表达式——特性方程，这个方程反映次态和数据输入、初态之间的关系。

图5－5　RS触发器次态卡诺图

2）激励表

所谓激励表，是指用表格的形式表达在时钟脉冲作用下，实现初态转换为次态（Qn→Qn＋1）时应有怎样的控制输入条件。RS触发器激励表如表5－4所示。

表5－4　RS触发器激励表

第一行，为实现Qn＝0到Qn＋1＝0的状态转换，在时钟脉冲作用下，它的控制输入端SR应为S＝0，R＝×（随意）。这个关系从表5－3所示的功能真值表中可知，初态Qn“0”→次态Qn＋1“0”的转换条件分别为S＝0，R＝0及S＝0，R＝1，两种输入情况均能实现。可见，控制输入端S＝0，而R为0或1均可以，可用随意的符号“×”来表示。

第二行，为实现0→1状态转换，时钟脉冲作用时的控制输入应为S＝1，R＝0。

第三行，为实现1→0状态转换，时钟脉冲作用时的控制输入应为S＝0，R＝1。

第四行，为实现1→1状态转换，时钟脉冲作用时的控制输入应为S＝×，R＝0。

可见激励表是从功能真值表转变来的，它适用于时序逻辑电路的设计。

3）状态图

所谓状态图，是以图形的形式表达在时钟脉冲作用下，状态变化与控制输入之间的关系，也称状态转换图。RS触发器状态图如图5－6所示。

图5－6　RS触发器状态图

状态图中的一个圆圈代表触发器的一个状态，对一个RS触发器来说，它只有“0”“1”两个状态，因此状态图中只有两个圆圈。即“0”表示Qn＋1＝0状态，“1”表示Qn＋1＝1状态；状态图中的弧线表示状态变化的方向，箭头所指的状态为次态，没有箭头的一端状态为初态，弧线上标明了控制输入S和R应有的取值，实际上状态图以图形的形式表示了触发器的激励表。

特别提示

RS触发器的功能真值表、激励表、状态图、卡诺图、特性方程都只是表达RS触发器逻辑功能的不同形式而已，它们的实质是一致的。因此，记住其中一种形式（如功能真值表），就可以推出其他的形式，下面D、JK、T触发器功能描述与RS触发器相似。