Flip-Flop的定义是什么?
触发器是一种存储二进制位的数字电路。在触发器中,时钟信号控制设备的状态。它也被称为内存元件或二进制存储设备。
这些电路有两个稳定状态HIGH和LOW。电路一直处于一种状态,直到时钟信号使它们改变到另一种状态。这种电路也称为双稳定多振子。
触发器的输出也受其先前和当前输入的控制,但是输出的变化只在时钟输入设定的精确时间发生。
有哪些类型的触发器?
人字拖的种类如下:
- SR触发器
- D触发器
- JK触发器
- T触发器
为什么叫Flip-Flop?
人字拖是双稳定多振动器,因为它们有两种稳定状态。Low(逻辑0)和High(逻辑1)是两个稳定状态。之所以使用“触发器”一词,是因为当应用控制信号(如时钟或使能)时,这些设备可以在状态之间切换,这意味着它们可以“翻转”到一种状态,并“触发器”回到另一种状态。
为什么锁存器不能用于组合电路?
latch使用控制输入的水平变化来处理输入数据。这导致输出不可靠。因此使用边缘触发。
触发类型:
触发有两种类型。
- 水平触发
- 边缘触发
关卡触发是什么意思?
电平触发发生时,输出变化在一个高电压或低电压间隔。
边触发是什么意思?
当信号从高电平转换到低电平或从低电平转换到高电平时,修改其输出的器件称为边缘触发。正边触发和负边触发是边触发的两种类型。
正边,也称为上升边,当边缘从低状态过渡到高状态时发生。
负边,也称为下降边,发生在边缘从高状态到低状态的过渡时。
SR触发器:
SR触发器是一个有两个输入的顺序电路:S和R。
- S设置设备(即输出为1),和
- R重置设备(即输出为0)。
门控SR触发器:
SR触发器以正时钟转换或负时钟转换的方式工作。利用非与门和非与门可以建立SR触发器的电路图。SR触发器的工作原理与SR锁存器的工作原理相同。只有存在时钟转换的触发器是门控SR触发器。时钟脉冲被提供在主动使能的地方。
SR触发器工作原理:
无效状态是使用NOR和NAND门的S-R触发器的问题。这个问题可以通过使用双稳定SR触发器来解决。这种双稳定SR触发器可以在经历特定的不正确状态时改变输出。
这可以通过将一个标准的NOR门触发器修改为一个定时S-R触发器,包括两个与门。现在门控SR触发器由3个输入组成,' S ', ' R '和电流输出q。门控SR触发器的电路图如下所示。
触发器只有在用正时钟转换代替激活使能时才起作用。门控SR触发器有三个功能:
- 保持状态
- 设置状态
- 复位状态
与门的输入接收一个时钟脉冲[CLK]。当时钟脉冲的值为零时,两个与门的输出都保持“0”。当施加脉冲时,CLK的值变为“1”。因此,S和R处的值通过NOR门的触发器流动。然而,当S和R值都变为“1”时,CLK的HIGH值会导致它们都短暂地变为“0”。脉冲一消失,触发器状态就转换为中间状态。这取决于触发器的设置输入或重置输入是否保留了一个“1”,而不是在要引起的两种状态之一的脉冲结束时转换为“0”。因此,可以删除无效状态。
SR触发器特性表,真值表,激励表:
SR触发器的真值表如下所示。用时钟脉冲分析各种输入和其各自的下一个状态输出的真值表。
SR触发器真值表:
CLK | 年代 | R | Qn + 1 | 状态 |
---|---|---|---|---|
0 | x | x | 问n | 没有变化 |
1 | 0 | 0 | 问n | 不变(保持原有值) |
1 | 0 | 1 | 0 | 重置 |
1 | 1 | 0 | 1 | 集 |
1 | 1 | 1 | 1 | 无效的 |
SR触发器特性表:
SR触发器的特性表如下所示。这个表观察到时钟脉冲总是很高。特征表提供了关于响应特定输入的即将到来的状态的信息。
问n | 年代 | R | 问n + 1 |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | X |
1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | X |
SR触发器激励表:
SR触发器的激励表由两列表示当前状态(Qn)和下一个状态(Qn + 1)各自投入和投资的价值是多少?
问n | 问n + 1 | 年代 | R |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | X |
0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | X | 0 |
使用NAND门的SR触发器:
通过连接两个交叉耦合的2输入NAND门,我们可以创建一个复位触发器。在SR触发器电路中,反馈从每个输出连接到另一个NAND门输入。2ndSR触发器的NAND门部分共有三个输入,即' S '和' R ',电流输出' Q '。这个输出' Q '与当前状态有关。
D触发器:
D触发器是通过修改时钟SR触发器的电路得到的。D输入的补向量连接到R输入,而D输入连接到S输入。
当“时钟脉冲”值为“1”时,D输入被传输到触发器。当时钟脉冲高时,触发器被启用。触发器D= 1时输出为1,D= 0时输出为0。因此,D触发器被称为延迟触发器或数据触发器或透明触发器。
D触发器的图形表示、电路图、真值表、特性表、激励表如下图所示。
D触发器真值表、特性表、激励表:
D触发器真值表:
CP | D | 问n |
---|---|---|
0 | X | 问n |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
D触发器特性表:
问n | D | 问n + 1 |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
D触发器激励表:
问n | 问n + 1 | D |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
JK触发器:
JK触发器可以定义为SR触发器的修改。唯一的区别是中间状态比S-R触发器更精确和精细。
输入J和K的行为与SR触发器SR输入的s和R输入相同。字母J和K分别代表Set和Clear。
当输入J和K都处于高状态时,触发器切换到补码状态。结果,当Q=1时,它切换到Qn + 1= 0,当Q = 0时,它切换到Qn + 1= 1。
电路中有两个3输入与门。与K和时钟脉冲[CP]等其他输入一起,触发器的输出Q被反馈到and的输入。如果CP的值为“1”,而Q的值早于1,则触发器接收到CLEAR信号。触发器的输出Q ',连同额外的输入,如J和时钟脉冲[CP],类似地作为反馈提供给and的输入。因此,只有当Q '的值之前为1时,当CP的值为1时,输出才变为SET。
JK触发器的图形表示、电路图、真值表、特性表、激励表如下图所示。
JK触发器真值表、特征表、激励表:
JK字拖真值表:
CP | J | K | Qn + 1 | 状态 |
---|---|---|---|---|
0 | x | x | 问n | 没有变化 |
1 | 0 | 0 | 问n | 没有变化 |
1 | 0 | 1 | 0 | 重置 |
1 | 1 | 0 | 1 | 集 |
1 | 1 | 1 | 1 | oggle |
JK触发器特性表:
问n | J | K | 问n + 1 |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
JK触发器激发表:
问n | 问n + 1 | J | K |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | X |
0 | 1 | 1 | X |
1 | 0 | X | 1 |
1 | 1 | X | 0 |
T触发器:
T触发器是J-K触发器的简化形式。由于J和K输入是耦合的,该器件通常被称为单输入J-K触发器。当时钟脉冲很高时,输入T= 0,输出保持相同的状态。如果输入T= 1,输出切换。T型触发器的图形表示、电路图、真值表、特性表、激励表如下图所示。
T型触发器真值表、特性表、激励表:
T触发器真值表:
CP | T | 问n |
---|---|---|
0 | X | 问n |
1 | 0 | 没有变化 |
1 | 1 | 切换 |
T型触发器特性表:
问n | T | 问n + 1 |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
T型触发器激励表:
问n | 问n + 1 | T |
---|---|---|
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
触发器特性方程:
利用卡诺图得到JK触发器的特征方程。
SR触发器:问n + 1= s + qnR '
D触发器:Qn + 1= D
JK人字拖:问n + 1=问'nJ + qnK”
T字拖:问n + 1=问'nT +问nT '
人字拖有什么用途?
人字拖的应用有:
- 用作内存和延迟元件。
- 用于数据传输。
SR触发器和JK触发器之间的一些区别:
JK触发器不存在不确定状态。JK触发器中的现有状态不是不确定状态,而是切换。换句话说,当两个输入都为1时,当前状态变为反向。
锁存器和触发器之间的区别:
参数 | 门闩 | 人字拖 |
---|---|---|
原则 | 遵循关卡触发 | 跟随边缘触发 |
设计 | 仅设计使用逻辑门。 | 锁扣与时钟一起使用 |
时钟信号 | 无时钟操作 | 仅当时钟存在时操作。 |
灵敏度 | 只响应应用的输入 | 当时钟存在时响应应用的输入 |
电力消耗 | 少 | 更多的 |
操作速度 | 快 | 与锁存器相比速度较慢 |
操作类型 | 异步电路 | 同步电路 |
电路分析 | 复杂的 | 很简单的 |
复杂性 | 少 | 更多的 |
依赖 | 操作依赖于当前、过去输入和过去输出的二进制值 | 操作取决于当前,过去输入和过去输出的二进制值与时钟脉冲。 |
类型 | SR, JK, D & T锁存器 | SR, JK, D & T触发器 |
空间占用 | 少 | 更多的 |