钟控同步RS触发器要点

钟控RS触发器无序有序基本RS触发器属于异步式或称为无时钟触发器。动作特点是：当输入的置0或置1信号一出现，输出状态就可能随之而发生变化，触发器状态的转换没有一个统一的节拍。复习：基本RS触发器的动作特点在使用触发器时，往往要求按一定的节拍动作。这种触发器有两种输入端：•信号输入端：决定其输出状态的数据（如RS触发器的置0、置1端R和S）•CP输入端：决定其动作时间的时钟脉冲（ClockPulse）具有时钟脉冲输入端的触发器称为时钟触发器（也叫：同步RS触发器）。触发器Q__Q输入信号输入端时钟脉冲输入端一、钟控RS触发器输出门Q__Q信号输入端时钟脉冲输入端钟控门钟控的基本原理触发器二、结构组成&&门2门1门1和门2构成基本的RS触发器SDRD&门3&门4直接置“0”端直接置“1”端门3和门4构成RS引导触发器RS置“0”输入端高电平有效置“1”输入端高电平有效CPQQ显然同步RS触发器受时钟脉冲控制触发，因此又称为钟控RS触发器。即钟控RS触发器的输出状态，不仅取决于输出现态及输入信号的变化，还受时钟脉冲CP的控制。CPQQCP端子称为时钟脉冲控制端。CP=0时无论输入端子R和S何种状态，触发器输出Q均保持原态不变；只有CP=1时，其输出状态才由R、S状态决定。&&门2门1SD&门3&门4RSRD钟控RS触发器的逻辑图符号1SC11R国际流行的逻辑图符号SCKRQQ三、钟控RS触发器的工作原理CP当时钟脉冲CP=0时的情况：1设触发器现态Qn=0，Qn=1。正常情况下，直接置0、置1端悬空为“1”。&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ00101门3和门4因CP=0而有0出111110门1有0出1101门2全1出0触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，保持功能！当时钟脉冲CP=0时的情况：1CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ0若触发器现态Qn=1，Qn=0时：1010门3和门4仍因CP=0而有0出11111门1全1出0010门2有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！归纳：当钟控RS触发器的时钟脉冲控制端状态为低电平“0”时，无论两输入状态或输出现态如何，触发器均保持原来的状态不变！换句话说：在CP=0期间钟控RS触发器不能被触发，因此状态无法改变，为保持功能。1时钟脉冲CP=1时的情况：2CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ11010此时门3有0出11110门1全1出001触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！101门4全1出01)输入R=0，S=1时设触发器现态Qn=1，Qn=0门2有0出1时钟脉冲CP=1时的情况：2CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ10101此时门3有0出11110门1全1出001门2有0出1触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态由0翻转为1，置1功能！归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1”时，电路被触发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时只要输入R=0、S=1，无论输出现态如何，钟控RS触发器均为置1功能。为此把S称为置1端，高电平有效。101门4全1出01)当输入R=0，S=1时设触发器现态Qn=0，Qn=1时钟脉冲CP=1时的情况：2CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ11010此时门4有0出11101门2全1出010触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态由1改变为0，置0功能！110门3全1出03)当输入R=1，S=0时门1有0出1设触发器现态Qn=1，Qn=0时钟脉冲CP=1时的情况：2归纳：当时钟脉冲控制端状态为高电平“1”时，电路被触发，输出次态随着两输入状态及输出现态发生改变。此时只要输入R=1、S=0，无论输出现态如何，钟控RS触发器均为置0功能。为此把R称为置0端，高电平有效。CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ10101此时门4有0出11101门2全1出010触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，仍为置0功能！110门3全1出04)当输入R=1，S=0时门1有0出1设触发器现态Qn=0，Qn=1时钟脉冲CP=1时的情况：3CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ11010此时门4有0出11111门2有0出101触发器次态Qn+1=1，Qn+1=0触发器状态不变，保持功能！000门3也是有0出11)当输入R=0，S=0时门1全1出01设触发器现态Qn=1，Qn=0时钟脉冲CP=1时的情况：3CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ10101此时门4有0出11111门2全1出010触发器次态Qn+1=0，Qn+1=1触发器状态不变，保持功能！100门3也是有0出12)当输入R=0，S=0时门1有0出10归纳：当时钟脉冲控制端状态为“1”时，电路被触发。但是，当R和S均等于0为无效态时，则无论输出现态如何，输出次态均不发生改变，此时称触发器为保持功能。设触发器现态Qn=0，Qn=1时钟脉冲CP=1时的情况：3CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ11010此时门4全1出01100门2有0出111触发器次态Qn+1=1，Qn+1=1本该互非的两个输出端状态相同，出现了逻辑混乱，这显然在正常工作中视为禁止态！11门3也是全1出01)当输入R=1，S=1时门1也有0出1归纳：钟控RS触发器输入状态均为1时，都处有效状态，此时互非输出无法正确选择指令而发生逻辑混乱。我们把两输入同时为1的状态称为禁止态。设触发器现态Qn=1，Qn=0钟控RS触发器的动作特点钟控RS触发器受时钟脉冲控制，只有控制信号有效时，其输出才能随着输入的变化而变化。因此钟控RS触发器的动作特点是：直接清零端直接置1端CP&&门2门1SDRD&门3&门4RSQQ只有在时钟脉冲CP为“1”期间，电路输出Q的状态才能随着输入信号的变化而变化。直接清零端和直接置1端在钟控RS触发器正常工作时，应与高电平“1”相接。四、钟控RS触发器逻辑功能的描述(1)特征方程S·R=0(约束条件)钟控RS触发器的两个输入端不允许同时为高电平，所以也要加上一个约束条件。Qn+1=S+R•Qn(2)状态图010S1R触发器的“0”态触发器的“1”态1S0R0SR0RS(3)功能真值表RSQnQn+10000保持0011保持0101“置1”0111“置1”1000“置0”1010“置0”110禁止态111禁止态CPRSQ在时钟脉冲CP=1期间，设Qn=0CP=1期间引导门打开置1置0状态不变置1输出随输入发生多次翻转的现象称为空翻。空翻易造成触发器的可靠性降低，甚至无法判定触发器工作状态。(4)时序波形图置0状态不变置0保持置1状态不变其中CP=0期间引导门关闭显然，钟控的RS触发器只有在时钟脉冲CP=1期间才能触发而使状态发生改变，因此，钟控RS触发器属于电位触发方式。钟控RS触发器的国标图符号如下图所示：采用电位触发方式的钟控RS触发器存在“空翻”问题。为确保数字系统的可靠工作，要求触发器在一个CP脉冲期间至多翻转一次，即不允许空翻现象的出现。为此，人们研制出了边沿触发方式的主从型JK触发器和维持阻塞型的D触发器等等。这些触发器由于只在时钟脉冲边沿到来时发生翻转，从而有效地抑制了空翻现象。DSDRRCPSSC1RQQ小圆圈表示低电平有效S、R两输入端无小圆圈说明高电平有效钟控RS触发器的触发方式如何？你能根据电路图说出在CP=0期间触发器为何状态不变的道理吗？钟控RS触发器两个输入端的有效态和两个与非门构成的基本RS触发器的有效态相同吗？区别在哪里？何谓“空翻”？造成“空翻”的原因是什么？“空翻”和“不定”状态有何区别？如何有效地解决“空翻”问题？钟控RS触发器中的RD和SD在电路中起何作用？触发器正常工作时它们应如何处理？