数字电路3. SR 触发器

一、触发器基本概念

在电路中，触发器（Flip-flop）是一种组合逻辑电路，可以存储1个二进制位的信息。触发器有两个稳定的状态：SET（置位）和RESET（复位）。当输入信号满足某些条件时，触发器可以从一个状态转换到另一个状态。

触发器通常用于存储电路中的状态或者时序信息，例如在计数器、时钟、存储器等电路中使用。常见的触发器有SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。不同类型的触发器有不同的输入端口和输出端口，以及不同的状态转换规则。

二、SR触发器

符号：

1. 基本概念

SR触发器是一种经典的数字电路元件，它的作用是将输入的信号转化为一个稳定的输出。
SR触发器是由两个互补的锁存器组成的，其中一个锁存器的输出连接到另一个锁存器的输入，反之亦然。

2. SR触发器作用

SR触发器的名称源于其两个输入端的名称：S表示“设置”（Set），R表示“复位”（Reset）。

当S和R均为低电平时，SR触发器处于稳定状态，并且输出不会改变。

当S或R的任一输入为高电平时，SR触发器会响应并产生一个输出。在SR触发器中，输入信号可以从一个锁存器传输到另一个锁存器，实现了数据的存储和传输功能。

SR触发器常用于数字电路中的时序逻辑电路、计数器、频率分频器等电路中。在时序逻辑电路中，SR触发器可以被用来存储上一个时钟周期的状态，从而实现状态机的设计。

3. SR触发器的构成

SR触发器通常由两个交叉连接的 NOR 门或两个交叉连接的 NAND 门组成。其中一个门的输出被连接到另一个门的输入，同时该门的输入通过另一个门的输出进行反馈。

两个与门构成的SR触发器示例：

其中S称为设置位， R称为复位输入。

（1）S=1,R=0

这时设置位为1，输出 Q=1， Q’=0。

（2）S=0,R=1

这时重置位为1，Q输出被清零。

SET称为设置位，这时输出 Q=1, Q’=0。

（3）R=0,S=0

这个状态是保持状态，即在前一个状态时输出的值将保持不变。

（4）R=1,S=1

这时条件会导致输出不稳定或不可预测，是禁止条件。

4. 真值表

R	S	Q	状态
0	0	保持状态	无变化
0	1	1	Set
1	0	0	Reset
1	1	不稳定	禁止

三、时钟SR触发器

1. 概念

上面的简单SR触发器对控制信号的电平很敏感，一般会引入门控或时钟SR触发器。通常所指的SR触发器，指的一般是时钟SR触发器。

时钟SR触发器（Clock SR Flip-Flop）作为数字电路中常见的触发器之一，也被称为锁存器。它由两个交叉连接的NOR门或者两个交叉连接的NAND门构成。该触发器的输入包括一个时钟信号（CLK）、一个复位信号（R）和一个置位信号（S）。时钟信号 CLK 用于确定何时在输入信号改变后触发输出变化。

• 当CLK为高电平时，输入信号 S 和 R 的改变不会影响输出状态；
• 当CLK为下降沿时，此时的输入信号将会被锁定在输出中。

时钟SR触发器在数字电路中的应用非常广泛，可以用于实现存储器单元、状态机、计数器等电路。

2. NAND SR触发器原理图

时钟SR触发器一般也有基于NAND和NOR两种。下面是构成NAND时钟SR触发器的电路示意图：

3. 真值表

Clock	R	S	Q	状态
下降沿或0或1	X	X	保持状态	无变化
上升沿	0	0	保持状态	无变化
上升沿	0	1	1	Set
上升沿	1	0	0	Reset
上升沿	1	1	不使用	禁止

四、SR触发器应用示例

简单SR触发器常用于机械开关消抖。

该电路主要原理是，开关S触发后，如果有抖动脉冲，并不会导致输出变化，因为Q已经被置1。
只有当开关回到R，Q才被重置为0。