数字逻辑电路：触发器的工作原理与分类

"电路组成及工作原理-数字逻辑电路-CH4.PPT" 在数字逻辑电路领域，电路的组成和工作原理是理解整个系统运行的基础。电路主要分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路的输出即时响应输入的变化，但不具有记忆功能；而时序逻辑电路则可以保存并输出输入信号，具备信息存储的能力。 时序逻辑电路的核心是触发器，它有以下几个关键点： 1. 特点：时序逻辑电路通常包含两个相互关联的输出端，可以定义两种稳定状态（0和1），用以存储信息。此外，电路能够接收、处理和输出信号。 2. 现态和次态：现态是指在触发器接收到输入信号前的状态，而次态则是接收到输入信号后的新状态。 3. 分类：时序逻辑电路按照结构和工作特点可分为基本触发器、同步触发器和边沿触发器。根据逻辑功能，又可以细分为RS、JK、D和T触发器等。 4. 基本触发器：如RS触发器，由与非门组成。其电路结构包括Q和非Q两个输出端，以及控制输入R（复位）和S（置位）。工作原理如下： - 当R=1且S=0时，触发器处于“置0”状态，Q=0。 - 当R=0且S=1时，触发器处于“置1”状态，Q=1。 - 如果R和S同时为1，则状态不定，可能造成电路不稳定。 - 当R和S先后撤消时，Q状态取决于哪个信号先撤消。 5. 波形图：波形图用于描绘触发器的输出随输入变化的情况。在实际电路中，由于存在延迟，输出的高低电平转换并非瞬间完成，但相对于脉冲宽度和周期，这个延迟极小。 6. 特性表和特性方程：特性表列出所有可能的RS输入组合及其对应的Qn+1（次态）值。特性方程是根据这些关系推导出的数学表达式，用于描述触发器的工作规律。 7. 同步触发器和边沿触发器在结构和工作原理上有所不同，同步触发器的时钟信号与数据输入同步，而边沿触发器则在时钟脉冲的上升沿或下降沿触发动作，这使得它们在实际应用中更为精确，更少受到时钟和数据输入同步问题的影响。 数字逻辑电路中的时序逻辑电路通过触发器实现信息的存储和处理，而不同的触发器类型和设计满足了不同应用场景的需求。理解其工作原理、特性方程以及波形图对于设计和分析复杂的数字系统至关重要。