2017 0321 數位電路與系統 觸發器

2022-05-31 10:48:12 字數 2408 閱讀 8781

1.目前看來,基本的觸發器有兩類:兩個與非門構成的觸發器,以及兩個或非門構成的電路。乙個是對應的低電平有效,乙個是高電平有效。

兩個從不同的角度設計了觸發器,都實現了觸發器的功能。

2.兩個或非門構建的觸發器,兩個輸入s,r,分別輸入0-1和1-0,(這和與非門的輸入研究類似,從兩個不同的輸入入手)s是高電平有效,是置一位,當s為1,r為0時,q就為1,q'為0,s的輸入符合高電平的設定,所以q的輸出為1,還有一點是,對於或非門而言,只要有乙個輸入為1,那麼輸出就為0,這個和與非門有點像。r為清零位,當r為1時,q就為0,此時s輸入為0,q'輸出為1.

這裡插一句,或非門的觸發器是很好理解的,s的輸入直接決定了q的輸出,s為1時(r為0),q的輸出就置一,s為0時(r為1),q的輸出就置零。也可以理解為s為置一位,只要s有效,那麼置一就成立。r為置零位,只要r有效,那麼q就為0,前提是兩個輸入相反。

當兩個輸入都為1時,輸入為1輸出則為0,那麼這裡就出現q和q'均為0,最關鍵的一點在於,兩個輸入由1變為0時,(這和兩個與非門構建的觸發器是完全相反的,畢竟設計的時候,乙個定義為低電平有效,乙個定義為低電平有效),當兩個輸入由1變為0時,只要有先後的時間差,那麼就不會存在問題。這裡說的問題,我的理解是,雖然交代兩個輸入同時由1變為0,但是具體到上下兩個與或門器件,我們並不清楚哪個器件會先輸出,哪個先輸出,哪個輸出部就會穩定下來?抑制了另乙個輸出?這裡欠缺乙個詳細的解釋。

還有一類輸入是兩者都為0,那麼q,q'均保持原來的狀態。

在這兩類觸發器中,都是兩個輸入端,每個觸發器對應四種輸入,經過討論發現,三種有效,一種不確定,三種有效中還有一種具備輸出訊號保持的功能。

3.這裡突然產生乙個問題,這兩個觸發器輸出的表示式是怎麼描寫的?

4.兩個與非門觸發器的狀態轉移方程是怎麼得來的?由現態轉移到次態,有狀態轉移的表示式,自然也是有狀態轉移的真值表。這個真值表中將qn也作為乙個輸入來看待,

我們仔細分析上面的與非門觸發器的真值表,存在兩個真值表,右側的是簡化版本。真值表中的不確定是指兩個輸入0同時變為1時,輸出是不確定的。如果只是兩個輸入為0,那麼輸出是確定的,均為1.藉著上面的一句話我們來依照真值表列出次態的表示式,還是採用最小項的方法,經過化簡後,與非門觸發器的的狀態轉移表示式就能得出,沒有問題。這也說明一點,只要有真值表,那麼寫出邏輯函式的表示式是沒有困難的。

5.基本觸發器的描述方法

基本的觸發器的狀態方程稱之為特徵方程。可以用特徵方程來描述觸發器。狀態方程:次態是輸入和原來狀態的函式,或者叫特徵方程。在輸入的作用下,有限態是怎麼轉移到次態的。

狀態轉移真值表也可以描述觸發器,在輸入的作用下,狀態是怎樣轉移的。

狀態轉換圖和時序圖也可以描述觸發器的狀態變化,時序圖是狀態轉換圖的另一種描述。

時序電路設計的時候,有時要用到激勵表。激勵表:乙個狀態轉移到次態所需要施加的激勵的情況。這也可以對觸發器進行描述。→觸發器的表達形式有很多種。

6.狀態方程和狀態轉移真值表前面以及做了解釋,下面開始講解狀態轉換圖。

狀態轉換圖顧名思義,是描述觸發器的狀態之間轉移的關係。本質上和特徵方程,狀態轉移真值表是一樣的,都可以用來描述觸發器的行為。

在狀態轉換圖中,圓圈代表的是穩定的狀態。我們以下圖為例來解釋狀態轉換圖。

圖表是以q端來展現觸發器的轉換,總共有兩類的轉換,兩個不同狀態之間的變化以及相同狀態之間的變化。從左側的0到右側的1的轉變,兩種不同狀態之間的轉換重點在於輸出為1,之前的輸出是什麼我們並不在乎,那麼只有當s'為0的時候,q端的輸出才為1,低電平置一,如果兩個輸入均為0,其實也可以,但是這種輸入情況是違背了兩個與非門觸發器的要求。右側的由1轉向1情況,其實這裡在乎的是次態而非現態,從1到1可以是置位1,也可以是兩個輸入為1保持輸出不變的。左側的從0到0也是這樣的情況,次態的0可以是置零到達,也可以本身就是0然後保持0,總結起來就是一句話,從0到0可以是置零到達,也可以是保持到達。

轉移線段的上面有注釋,代表施加什麼樣的條件可以完成轉移,這裡有乙個斜線。這個斜線是啟分割作用,將輸入和輸出分開來,輸入是能夠完成轉移所需要的輸入條件。這個狀態轉移圖中沒有輸出,所以斜線下面是空的。這裡僅僅寫出了q端的輸出,沒有將輸出寫完整。

這個狀態轉移圖和真值表是對應的,實際上,還是不怎麼會使用狀態轉移圖。

7.觀察兩種基本的r's'觸發器的表示式,輸入變數中始終是包含有現態的,始終是三個輸入變數。還有一點要明確地是,由於約束條件的存在,根據卡諾圖來寫表示式,牽涉到乙個約束項卡諾圖真值表的描寫。

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