【电路笔记】-触发器的转换

触发器的转换

触发器是时序电路的基本构建模块，可以从一种形式转换到另一种形式，能够存储单个数据位。

1、概述

触发器是时序电路的基本构建模块，可以从一种类型转换到另一种类型，能够存储单个数据位。

触发器之间的转换并不像你可能想象的那么复杂。在关于时序逻辑的这一电子教程部分中，我们已经看到，触发器将无限期地保持在其两个稳定状态之一，直到应用某种形式的外部触发脉冲使其改变状态。

由于触发器是双稳态设备，这些时序电路有时被称为“锁存器”，因为它们的输出被锁定或锁存在其输入状态上，直到其输入条件发生另一个变化。

我们还看到，双稳态触发器是时序逻辑电路中最基础的存储元件，可以通过互连两个反相门以产生反馈来配置它，以生成简单的存储元素。请注意，组合逻辑电路不需要任何形式的存储器，因此不使用触发器。然而，时序逻辑电路确实有存储器，因此使用各种类型的触发器设计来记住它们的当前状态。

数字逻辑门的互连产生存储设备，导致了开关去抖电路、移位寄存器和计数器等应用。此外，由双稳态锁存器制成的存储元件构成了累加器和寄存器的基础，计算机或微控制器在此执行其复杂的算术运算。

创建单一一位触发器的最基本方法是使用两个NOR门，如图所示。通过使用交叉耦合的门并将一个门的输出馈送到另一个门的输入（输入-输出互换），电路具有闭环（正反馈），因此其输出取决于输入的状态，使得电路成为时序性的并具有记忆功能。

触发器还属于一类称为多谐振荡器的数字开关电路。基本的双稳态多谐振荡器是一种再生电路，设计了两个活动数字门，以便当一个数字门导通时，另一个门截止，反之亦然。这两个数字门产生两个稳定的输出，一个高电平，一个低电平，其中一个是另一个的互补。

但是，我们可以从基本交叉耦合的NAND门和NOR门制作许多不同类型的触发器电路，包括异步和同步（异步触发器不需要时钟信号输入，但同步触发器需要）触发器，有时在不同类型之间进行触发器的转换可能会有点混乱。

基本上有四种不同类型的触发器，它们是：

1. 置位-复位（SR）触发器或锁存器
2. JK触发器
3. D（数据或延迟）触发器
4. T（切换）触发器
   为了帮助我们更好地理解可用的不同类型触发器，以下时序逻辑教程向我们展示了如何通过修改特定类型触发器的输入，简单地实现触发器从一种类型到另一种类型的转换，从SR触发器开始。

2、置位-复位SR触发器

所有双稳态锁存器和双稳态多谐振荡器中最基础的是置位-复位（SR）触发器。基本的SR触发器是一种重要的双稳态电路，因为所有其他类型的触发器都是以它为基础构建的。SR触发器使用两个交叉耦合的数字NAND门构建，例如TTL 74LS00，或两个交叉耦合的数字NOR门，例如TTL 74LS02。

通常，SR双稳态和触发器被认为是透明的，因为它们的输出立即改变或响应输入的变化。同时，由于它们由数字逻辑门和反馈组成，SR触发器被视为异步时序逻辑电路。

基本的SR触发器有两个输入S（设置）和R（复位），以及两个输出Q和Q，其中一个输出是另一个的互补。因此，SR触发器是一个两输入、两输出设备。考虑下面的电路。

基本NAND和NOR SR触发器

上面展示了两种基本配置的异步SR双稳态触发器，使用负输入NAND门或正输入NOR门。对于使用两个交叉耦合的NAND门的SR双稳态锁存器，其操作方式是两个输入通常在逻辑电平“1”时为高。

当$\overline{S}$输入端施加逻辑电平“0”的低电平时，$\overline{R}$保持高电平，导致输出Q变高，设置锁存器。同样，当