鐘控r-s觸發(fā)器的邏輯圖如圖所示。上面兩個(gè)與非門g1、g2構(gòu)成基本r-s觸發(fā)器;下面的兩個(gè)與非門g3、g4組成控制電路,通常稱為控制門,以控制觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻。r和s為控制端(輸入端),cp為時(shí)鐘脈沖輸入端,rd為直接復(fù)位端或直接置0端,sd為直接置位端或置1端,它們不受時(shí)鐘脈沖cp的控制,一般用在工作之初預(yù)先使觸發(fā)器處于某一給定狀態(tài),在工作過程中不用它們。
由圖可見,當(dāng)cp端處于低電平時(shí),即cp=0,將g3、g4門封鎖。這時(shí)不論r和s端輸入何種信號,g3、g4門輸出均為1,基本r-s觸發(fā)器的狀態(tài)不變。當(dāng)cp端處于高電平時(shí),即cp=1,g3、g4門打開,輸入信號通過g3、g4門的輸出去觸發(fā)基本r-s觸發(fā)器。
下面分析cp=1期間觸發(fā)器的工作情況:r=0 ,s=1,g3門輸出低電平0,從而使g1門輸出高電平1,即q=1;r=1,s=0,這時(shí)將使觸發(fā)器置0;當(dāng)r=s=0時(shí),g3、g4門的輸出全都為1,觸發(fā)器的狀態(tài)不變。但當(dāng)r=s=1,g3、g4門的輸出均為0,違背了基本r-s觸發(fā)器的輸入條件,應(yīng)禁止。因此,對鐘控r-s觸發(fā)器來說,r端和s端不允許同時(shí)為1。
(2)邏輯狀態(tài)表
根據(jù)上述分析得到鐘控r-s觸發(fā)器cp=1時(shí)的邏輯狀態(tài)表如下所示。qn表示在cp作用前觸發(fā)器的狀態(tài),稱為現(xiàn)態(tài);qn+1表示在cp作用后觸發(fā)器的狀態(tài),稱為次態(tài)。
(3)邏輯符號
注意:sd 、rd是直接置1端、直接置0端,與時(shí)鐘脈沖無關(guān),正常使用時(shí),sd rd 接高電平。
(4)觸發(fā)方式
鐘控r-s觸發(fā)器在cp=0時(shí),無論r和s如何變化,觸發(fā)器輸出端狀態(tài)都不變。而在cp=1期間,觸發(fā)器才能接受輸入信號以引起輸出狀態(tài)的變化,這種觸發(fā)器稱作電平觸發(fā)器,數(shù)字集成電路手冊及外文資料中常稱為鎖存器。在cp=1期間,若鐘控r-s觸發(fā)器的輸入發(fā)生多次變化則會引起觸發(fā)器狀態(tài)的多次翻轉(zhuǎn)。這種在同一cp脈沖下引起觸發(fā)器兩次或多次翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為空翻。還有一種觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)器,它只在時(shí)鐘脈沖的上升沿(正邊沿)或下降沿(負(fù)邊沿)到來時(shí)接受此刻的輸入信號,進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換,而其他時(shí)刻輸入信號狀態(tài)的變化對觸發(fā)器狀態(tài)沒影響,可以避免空翻現(xiàn)象的出現(xiàn)。