2017.0329.数字电路与系统-触发器小结

前言

1.在数字系统中，为了寄存二进制编码信息，采用触发器作为存储信息。人为地构建一个器件使其具备存储功能，触发器就是这样诞生的。

2.触发器能够存储的是一位二进制编码信息，有两个输出端。从后面的学习中我们可以看出，触发器的输入端可能有多个，但是输出端一直是两个。本章介绍的是双稳态触发器，双可能就是指两个输出，稳态是指输出是稳定的。→对于双稳态的理解是错误的，查阅资料，双稳态是指两个稳定的工作状态，，在外加信号触发下电路可从一种稳定的工作状态转换到另一种稳定的工作状态。这里的工作状态应该是触发器的输出状态，即Q断输出。

从触发器开始，我们讲解的逻辑电路完全不同于前述的组合逻辑电路，不再是即时的输入和输出两者相对应。触发器的状态不光和输入有关，还和前一时刻的状态有关。

3.触发器能存储一位二进制编码，即有两个稳定的状态。根据不同的输入，触发器的稳定状态要么是0,要么是1，并且是可以保存的。可以这么说，人为地输入二进制信息，触发器电路根据设计产生相应的状态，然后予以保存，状态先存在，保存才有意义。

4.几个触发器的专有名词：触发信号，翻转。导致触发器状态改变的信号称之为触发信号。触发器状态的改变称为翻转。

5.触发器是一个整体概念，其中有许许多多不同的触发器，这就产生了触发器的分类问题。如何对触发器进行分类，可也按逻辑功能，电路的结构，触发的方式....都可以是分类的标准。

根据功能分，可以有RS触发器，JK触发器，D触发器。根据电路结构分，可以是基本RS触发器，同步触发器，主从触发器，边沿触发器。

说是按功能分，但触发器的本质不就是置一，置零，以及记忆的功能么？

接下来具体讨论各种触发器

A 基本的RS触发器

基本的RS触发器是结构最为简单的触发器，输出直接反馈到输入上，输入端没有任何结构上的变动，直接输入，直接反馈。基本的RS触发器完成了触发器所需的三种功能，置一，置零，存储记忆，只有置一和置零出现了，保存才有意义，不然保存什么。但是在设计的时候，出现了一个限制条件。基本RS触发器是两个输出端，并且这两个输出端都是反向的。两个输入端在0-1，1-0，1-1三种输入时，就已经完成了触发器的功能，但是两个输入端存在四种输入，当输入端为0-0时，输出为1-1，这不符合触发器的输出端设计。因此，两个输入同时回撤，这样会导致一个问题，触发器的状态不确定。所以，对于基本RS触发器而言，我们要杜绝输入端同时为0的情况。

对于按逻辑功能分的触发器，RS触发器，JK触发器，D触发器，仔细分析发现，命名的规则就是以输入端的名字来命名的。

对触发器而言，有确定的输入，那么输出也是确定的，难点在于触发器输入状态改变的瞬间导致的输出状态的变化。

基本RS触发器的核心是与非门，只要输入0，那么输出一定是1,完全封死另一个输入。在整个基本RS触发器中，引起触发器状态翻转的都是电平信号，这种触发方式是电平触发。

其实了解一个触发器，都是从三点入手，电路结构，工作原理，逻辑功能的描述方法。这三点是一脉相承的，先了解电路结构，顺着电路结构去梳理工作的原理，由工作的原理就可以得到该触发器的各种逻辑功能，最后就是运用什么样的方法来对功能进行描述。

描述的方法主要是下面几种，特征表，激励表，特征方程，状态图，时序图。其中的特征方程是依据特征表得出来的，通过画卡诺图，简化合并得到。相比于组合逻辑电路，这里的触发器是输出反馈到输入，所以根本无法通过逻辑电路得到表达式。基本RS触发器的设计缺陷带来了卡诺图中的无关项，这里涉及不同卡诺图的简化问题。无关项，多余项，约束项，到底怎么处理这些不同的卡诺图，它们之间有什么区别，自己目前不是很清楚。

描写基本RS触发器的特征方程时，会伴随有限制条件，切记不可忘记。

时序图中，如果不去细究两个输出一定要相反的话，在一连串的时序图里，当两个输入同时从0变为1时，触发器的状态是不确定的，这是一个瞬间产生的问题。

对于不确定触发器输出状态的研究。虽然表面上两个输入端同时撤回到1,但是实际上两个与非门电路的反应时间是完全不一样，比如S'端的反应速度快，那么实际情况的输入是S'=1,R'=0,这样导致的触发器的输出是，Q=0,Q'=1,反之，触发器将是1态，万一两个与非门的反应时间一样，那么触发器将在0和1之间来回震荡。

基本RS触发器的应用是为了消除开关和触点接触时的不稳定的状况，消除出现的毛刺。