CMOS边沿触发器：异步置位、复位RS与SR触发器解析

本文主要介绍了带异步置位、复位端的CMOS边沿触发器，特别是RS触发器和SR锁存器的工作原理及特点。 在数字电路中，触发器是构建时序逻辑电路的基础单元，它们具有记忆功能，能够存储一个二进制位。根据触发方式，触发器可以分为电平触发、脉冲触发和边沿触发三种类型。本篇文章重点讨论了边沿触发的触发器，这种类型的触发器在输入信号的上升沿或下降沿发生变化时发生状态翻转，从而提供更加稳定的输出。 SR触发器（Set-Reset Trigger）是一种基本的触发器类型，它由两个输入端S（设置）和R（复位）以及两个互补的输出端Q和Q'组成。在正常操作中，Q和Q'的逻辑状态相反，用于表示0态和1态。当S为1且R为0时，触发器被设置为1态；反之，当R为1且S为0时，触发器被复位为0态。如果S和R同时为1，这会导致逻辑冲突，也称为“不允许状态”或“竞争-冒险”现象，此时输出状态不确定。 SR锁存器是由基本逻辑门（如与非门）构成的简单触发器形式，它可以被配置为SR触发器。例如，由两个与非门组成SR锁存器时，一个门的输出作为另一个门的输入，形成正反馈路径，这样就能够在没有外部时钟信号的情况下保持输出状态。但同样，SR锁存器也会遇到S和R同时为1时的问题。 边沿触发的CMOS触发器通常包含异步置位（SET）和复位（RESET）端，这些端口允许在不考虑时钟信号的情况下强制触发器状态变化。在边沿触发器中，只有当时钟脉冲的上升沿或下降沿到来时，输入信号才会被考虑并影响触发器的状态。这种方式避免了电平触发器可能存在的毛刺问题，提高了电路的稳定性。 总结来说，带异步置位、复位端的CMOS边沿触发器是数字系统中的重要组成部分，其设计和操作理解对于掌握时序逻辑电路至关重要。通过SR触发器和SR锁存器的学习，我们可以深入理解触发器的工作原理，为设计更复杂的时序电路打下基础。在实际应用中，边沿触发器由于其高抗干扰性和低功耗特性，被广泛应用于各种数字系统和微处理器中。