使用门和应用的SR Flip flop设计

在本教程中，我们将讨论其中一个基本电路在数字电子中，称为SR触发器。我们将使用NOR和NAND门，其工作，真相表，时钟SR触发器以及简单的实时应用程序看到SR触发器的基本电路。

介绍

到目前为止，我们已经看到的电路多路复用器，，，，退多助手，，，，编码器，，，，解码器，，，，平价生成器和检查器等等组合逻辑电路。在这些类型的电路中，输出仅取决于输入的当前状态，并且不取决于输入或输出的过去状态。

除了较小的传播延迟外，组合逻辑电路的输出在输入发生变化时立即改变。

还有另一类的电路，其中输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的输入 /输出。这些类型的电路称为顺序逻辑电路。我们如何获得“过去的输入 /输出”数据？我们必须有某种“内存”才能存储数据以供以后使用。可以存储数据并充当“内存”单元的设备或电路被称为闩锁或触发器。

笔记：术语“闩锁”和“ flip-flop”将是代名词的，尽管从技术上讲它们略有不同。为了简单地说，触发器是一个时钟控制的闩锁，即，仅在有时钟信号（高或低级别，取决于设计）时，输出才会更改。

什么是触发器？

触发器是一个基本的存储单元，可以存储1位数字信息。它是一个可动的电子电路，即它具有两个稳定的状态：高或低。由于触发器是一个可动元素，因此其输出保留在任何一个稳定状态中，直到应用外部事件（称为触发器）为止。

由于它在应用输入后很长时间保留输出（除非采取了某些更改），否则可以将触发器视为存储设备，可以存储一个二进制位。

可以使用两个串联的逆变器设计一个简单的触发器，并从第二个逆变器到第一逆变器的输入的反馈。以下电路显示使用逆变器的触发器。

让问₁是输入和Q₃成为输出。最初，假设反馈是断开连接的，Q₁通过将其连接到地面来制作0（逻辑0，低，位0）。问₃也将为0。现在，如果连接反馈并输入Q₁与地面断开，Q₃仍将继续在0。

同样，如果我们使用1（逻辑1，高，位1）重复相同的过程，则输出Q，而不是接地。₃保持在1。

这是一个具有两个稳定状态的简单触发器，它保持在特定状态，因此是一个内存，直到存在外部事件（例如，在此情况下输入的更改）。

SR Flip Flop的概述

以上基于逆变器的触发器仅用于理解工作，但没有任何实际用途，因为没有任何输入的规定。这是NOR和NAND大门出现的地方。上述基于逆变器的触发器可以使用Nor Gate实现，如下所示。

暂时忽略“ R”和“ S”值，让我们以更常规的形式重新绘制上述电路并重命名Q₂作为Q和Q₃作为问。

由此，触发器具有两个输入：R和S和两个输出：Q和问从表示形式可以清楚地看出，输出是彼此互补的。让我们尝试分析输入的不同可能性及其相应的输出。

An important point to note here is that for a NOR gate, Logic ‘1’ is a dominating input and if any one of its input is Logic ‘1’ (HIGH), then the output is Logic ‘0’ (LOW), irrespective of the other input. With this in mind, let us analyze the above circuit.

情况1：r = 0，s = 0

在第一种情况下，Nor门的输入都是逻辑“ 0”。由于它们俩都没有主导输入，因此它们对输出没有影响。因此，输出保留其先前的状态，即输出没有变化。此条件称为持有条件或无变化条件。

情况2：r = 0，s = 1

In this case, the ‘S’ input is 1, which means the output of the NOR Gate B will become 0. As a result, both the inputs of NOR Gate A become 0 and hence the output of the NOR Gate A and thus the value of Q is 1 (HIGH). As ‘1’ at input S makes the output to switch to one of its stable states and sets it to ‘1’, the S input is known as SET input.

案例3：r = 1，s = 0

在这种情况下，“ R”输入为1，这意味着Nor Gate A的输出将变为0，即Q为0（低）。结果，NOR GATE B的输入均为0，因此NOR GATE B的输出为1（高）。由于输入r的“ 1”使输出切换到其稳定状态之一并将其重置为“ 0”，因此R输入称为重置输入。

情况4：r = 1，s = 1

这种输入条件是禁止的，因为它迫使两者的输出变为0，这违反了互补输出。即使应用了此输入条件，下一个输入变为r = 0和s = 0（保留条件），则它会在Nor Gates之间引起“种族条件”，这会在输出处导致不稳定或不可预测的状态。

因此，根本不使用输入条件r = 1和s = 1。

因此，基于上述情况和输入的不同组合，下表显示了SR触发器的真实表。

SR触发器的逻辑符号如下所示：

使用NAND大门的SR触发器（从技术上讲，卢比拖鞋）

SR触发器也可以通过两个Nand大门的交叉耦合来设计，但是保持和禁止的状态是逆转的。这是一个积极的低输入SR翻转 - 翻牌，因此让我们称之为卢比拖鞋。Sr Flip的电路 - 使用NAND大门的翻牌片如下图所示

关于NAND门的一个重要点是，其主导输入为0，即，如果其任何输入为逻辑“ 0”，则输出为逻辑“ 1”，而与其他输入无关。输出为0，仅当所有输入均为1时，请记住这一点，让我们看到基于NAND的工作卢比拖鞋。

情况1：r= 1和s= 1

当两个s和r输入很高，输出保留在先前的状态中，即它保存了先前的数据。

案例2：r= 1和s= 0

什么时候r输入很高，s输入很低，触发器将处于固定状态。作为r很高，NAND GATE B的输出，即问变得低。这会导致NAND门A的两个输入变得较低，因此，NAND门A的输出A，即Q变高。

案例3：r= 0和s= 1

什么时候r输入很低，s输入很高，触发器将处于重置状态。作为s是高的，NAND门A的输出，即Q变低。这会导致NAND门B的两个输入变得低，因此，NAND GATE A的输出A，即问变高。

案例3：r= 0和s= 0

当两个r和s输入很低，触发器将处于不确定状态。因为低输入的s和r，违反翻转规则 - 输出应相互补充的失败。因此，触发器处于未定义状态（或禁止状态）。

下面的真实表总结了上述解释的SR触发器的工作，并在NAND大门的帮助下设计。

这卢比通过反转输入，可以将使用NAND门的触发器转换为具有常规SR Flip-Flip的真实表。如下图所示，我们可以使用带有常见输入的NAND门，而不是使用逆变器。

简单的SR翻转 - FLOPS的问题是，它们对控制信号的水平敏感（尽管未如图所示）使它们成为透明的设备。为了避免这种情况，引入了门控或时钟的SR Flip - 拖鞋（每当使用SR Flip - 使用术语时，通常是指时钟的Sr Flip - flop）。时钟信号使设备边缘敏感（因此没有透明度）。

时钟的SR翻转 - 拖鞋

两种类型的时钟SR翻转 - 可能是可能的：基于NAND和NOR。下面显示了使用NAND大门的时钟SR翻转的电路

该电路是通过在基于NAND的SR Flip - flop中添加两个NAND大门来形成的。随着额外的NAND门倒入输入，输入很高。给出时钟脉冲作为对额外的NAND门的输入。

因此，如果此设备，时钟脉冲的过渡是功能的关键因素。假设它是一个正触发的设备，则该翻转的真实表如下所示。

使用或使用门可以实现同样的情况。下面显示了使用NOR门的时钟SR翻转的电路。

该图表明RS翻转 - flop的结构（AS r与输出Q相关联），集合和重置的功能保持相同，即当s高时，Q设置为1，当R为高时，Q是重置为0。

申请

SR FLIP - 拖鞋是非常简单的电路，但由于其非法状态，S和R均为高（S = R = 1），因此在实用电路中不广泛使用。但是它们用于切换电路，因为它们提供了简单的切换功能（在设置和重置之间）。

这样的应用是开关驱动电路。SR触发器用于消除数字电路中的机械弹性开关。

机械弹跳

当按下或释放机械开关时，通常需要一些时间并振动几次，然后再安顿下来。开关的这种非理想行为称为开关反弹或机械反弹。这种机械反弹将倾向于在低压和高压之间波动，这可以通过数字电路来解释。

这可能导致脉冲信号的变化，这些一系列不需要的脉冲将导致数字系统无法正确工作。

例如，在信号的弹跳期间，输出电压中的波动非常高，因此寄存器计数几个输入而不是单个输入。为了消除数字电路的这种行为，我们使用Switch bebounconcing电路，在这种情况下，使用SR Flip – Flops。

SR触发器如何消除机械弹跳？

基于当前状态输出，如果集合或重置按钮压抑，则输出将以计算多个信号输入的方式发生变化机器，Q处的输出没有变化。

按下按钮时，触点会影响触发器的输入，并且目前的状态会发生变化，并且对于任何其他机械开关弹跳，电路/机器都不会进一步影响。如果交换机还有任何其他输入，则不会发生变化，SR翻转 - 一段时间后会重置Flop。

因此，仅在SR FLIP - FLOP执行状态更改，即仅在接收单个时钟脉冲信号之后才能使用相同的开关。

开关DE驱动电路的电路如下所示。

开关的输入连接到地面（逻辑0）。每个输入都有两个连接的上拉电阻。它们确保翻转 - 触发输入S和R始终是1触点之间的开关时。
另一个电路可以用Nor Sr Flip - flop构建。

开关的输入连接到逻辑1。有两个下拉电阻连接到每个输入。它们确保翻转 - 触发输入S和r始终为0时，当触点a和b之间开关时。

消除机械开关弹跳的常用ICS是Max6816 - 单输入，MAX6817 - 双输入，MAX6818 - 八分输入开关DE-BOUNCER DE-BOUNCER ICS。这些IC包含SR Flip - flops的必要配置。

结论

在基本内存电路上的完整初学者教程，称为SR闩锁或SR触发器。您了解了什么是SR触发器，其工作，使用NOR和NAND门的实现，是SR Flip Flop，以及SR触发器的重要应用。