数字电子科技触发器
RS触发器及其描述方法 - 电子技术
触发器的类型很多，根据逻辑功能分为RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等。上节中讲触发器的电路结构和动作特点时，基本上全部用RS触发器为例讲解，也涉及了JK触发器。从讲解中可以看出，同一类型的触发器（如RS触发器）不管采用何种类型的电路结构，如同步RS触发器、主从RS触发器、边沿RS触发器，触发器的逻辑功能（即输入与输出的逻辑关系）相同，只是触发器的动作特点不同而已。因此可以得到以下结论：相同逻辑功能的触发器可以采用不同形式的电路结构实现，同一类型的电路结构也可以实现不同逻辑功能的触发器。
因此，可以抛开触发器的电路结构形式不管，只讨论触发器的逻辑功能。下面分别讨论不同逻辑功能的触发器及其描述方法。
凡是在时钟信号作用下逻辑功能符合表1所示特性表所规定的逻辑功能者，就叫做RS触发器。
表1 RS触发器特性表 SRQn+100Qn01010111不定
由表1可以写出表示RS触发器逻辑功能的逻辑函数表达式为
(1)
利用卡诺图化简上式，如图1所示，得到最简结果为
(2)
式（2 ）称为触发器的特性方程。
图1 卡诺图化简
根据表1还可以用图形形象地表示出触发器状态转换的情况，如图2所示。
图中圆圈表示触发器的状态，箭头表示触发器状态转换的方向，箭头旁边注明的是状态转换的输入条件。这是表示触发器逻辑功能的另一种表示方法，称为状态转换图。状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状态不变时，对输入信号的要求。
因此，描述触发器逻辑功能可以用上述3种方法：特性表、特性方程和状态转换图。这3种表示方法之间可以互相转换。
图2 RS触发器的状态转换图
PPT触发器在生物学教学中的应用
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）10-0183-02
PowerPoint（简称PPT）是教师课堂上最常用的多媒体辅助软件[1]，它操作方便，实用性强，能插入各种图文和动画，并能按照教师的意愿依次呈现。但此呈现方式一般为直线式，即必须按照一定的顺序播放，有很大的局限性。若课堂上学生参与、选题作答，该呈现方式难以完成有效的互动。这时可以利用PPT触发器，提高学生学习的自主性和有效性。
1. PPT触发器的概念
触发器是PPT 2003及以上版本新增的位于自定义动画中“计时”选项卡的一项功能，制作后单击触发器（可以是图片、图形、按钮或文本框）时会触发一个操作，该操作可能是某元素的进出动画，也可能是音视频的播放与关闭，且该动作可以重复执行多次[2]。利用触发器增强幻灯片的交互性在课件制作中有着广泛的应用，如制作交互式练习题、教学动画等。将幻灯片中的文本框和图像设置触发器，则可以实现图文播放的交互式控制。
2. PPT触发器在《细胞器》一课教学中的应用
在人教版高中生物必修一《细胞器》一课教学中，教师讲授完细胞器的名称、结构和功能后，为及时了解学生的掌握程度，往往会在PPT呈现细胞器的图像，并让学生说出各细胞器的名称。但由于各学生的认知特点和水平存在差异，他们所记忆的细胞器名称不尽相同，如有的记住叶绿体和内质网，有的记住线粒体和高尔基体。而教师在制作PPT课件时难以预测学生的作答情况，因此难以提前确定细胞器名称的呈现顺序。PPT触发器能有效解决此类问题，让不同的`答案随意呈现。具体制作步骤如下：
2.1 打开“细胞器”演示文稿，定位到目标幻灯片。依次设定“问号图标”的退出方式和“答案”的自定义动画进入方式（图1），并把“答案”的进入方式由“单击时”改为“之前”（图2），这时放映会呈现“问号消失，答案出现。”
图1 设置答案和问号图标的自定义动作
图2 设置答案的进入方式
2.2 用自选图形画一个矩形覆盖到答案“内质网”上，大小与答案区大小相当（图3）。右击选择快捷菜单中的“设置自选图形格式”命令，把线条颜色定义为“无”，并填充任意一种颜色，但不能定义为“无”。将画好的矩形复制，并按其先后顺序拖拽覆盖在各个答案上（图4）。
图3 设置一个矩形覆盖答案
图4 复制矩形覆盖每个答案
2.3 从“自定义动画方式”列表中选择第一个“问号图标”的动画方式，在右侧的下选菜单中选择“计时”（图5），然后点击“触发器”，选择“单击下列对象时启动效果”，在右边出现的下拉菜单中选择覆盖在该文本上的矩形（它会自动按复制的先后顺序编号，这就是要记住复制顺序的原因，见图6），单击“确定”按钮，随后把原本跟随该问号图标的答案拖拽到此触发器下（图7）。其它答案的设置依此类推。最后，将矩形设为100%全透明（图8），播放测试效果（图9）。若点击问号时出现另一答案，把答案上的矩形对调则可。
图5 选择“计时” 图6 选择触发对象 图7 拖拽答案到触发器下
图8 矩形设置为100%透明
图9 演示效果
PPT触发器的使用方法简单易学，能举一反三地运用到其他生物教学内容。巧妙地运用PPT触发器能实现图文随意呈现，有效增强课堂的互动交流和提高学生学习的自主性和有效性。并能实时评价教学情况，得到及时的课堂反馈，以便教师调整教学策略，更好地达成教学目标。
D触发器逻辑状态表、逻辑符号应用举例 - 电子技术
1、D触发器逻辑状态表 2、D触发器逻辑符号 该触发器为上升沿触发。 3、D触发器应用举例 例： 在上面所示的D触发器上，CP和D波形如图所示，画出触发器输出端Q的波形。设触发器的初始状态为0。 分析：触发器为上升沿触发，首先在脉冲CP波形上找出上升沿，然后根据此时D的取值，对照逻辑状态表得出输出Q的状态，其它时刻输出均保持原态。
施密特触发器的作用 - 电子技术
施密特触发器的用途很广，其典型应用举例如下：
u 用于波形变换
利用施密特触发器状态转换过程中的正负反馈作用，可以把边沿变换缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。
在图1的例子中，输入信号是由直流分量和正弦分量叠加而成的，只要输入信号的幅度大于 ，即可在施密特触发器的输出端得到同频率的矩形脉冲信号。
图1 用施密特触发器实现波形变换
u 用于脉冲整形
数字系统中矩形脉冲经传输后会发生波形畸变。下图(a)波形的上升沿和下降沿明显变坏是由于传输线上电容较大。下图(b)波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象是因为传输线较长且接收端的阻抗与传输线阻抗不匹配。下图(c)信号上出现附加的噪声是因为其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号上。
(a) (b) (c)
图2 用施密特触发器对脉冲整形
无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特触发器整形而获得比较理想的矩形脉冲波形。由图可见，只要施密特触发器的 和V 设置得合适，均能收到满意的整形效果。
u 用于脉冲鉴幅
由图3可见，若将一系列幅度各异的脉冲信号加到施密特触发器的输入端时，只有那些幅度大于 的脉冲才会在输出端产生输出信号。因此，施密特触发器能将幅度大于 的脉冲选出，具有脉冲鉴幅的能力。
图3 用施密特触发器鉴别脉冲幅度
u 构成多谐振荡器
利用施密特触发器构成多谐振荡器。其电路如图4所示。接通电源瞬间，电容C上
图4 用施密特触发器构成的多谐振荡器 图5 图4的波形
的电压为0V，输出 为高电平。 通过电阻R对电容C充电，当 达到 时，施密特触发器翻转，输出为低电平，此后电容C又开始放电， 下降，当 下降到 时，电路又发生翻转，如此周而复始地形成振荡。其输入、输出波形如图5所示。若在图4中采用的是CMOS施密特触发器，且 ，根据图5的电压波形得到振荡周期计算公式为
当采用TTL施密特触发器（例如7414）时，电阻R不能大于470W，以保证输入端能够达到负向阈值电平。R的最小值由门的扇出数确定（不得小于100W）。对于典型的参数值（ =0. 8V, =1.6V输出电压摆幅为3V），其输出的振荡频率为：
最大可能的振荡频率为10MHZ。
边沿形触发器 - 电子技术
1. 维持阻塞触发器
这是边沿触发器的一种电路结构形式，在TTL电路中常用该形式。下面给出维持——阻塞式边沿D触发器的逻辑图和逻辑符号。
维阻型触发器电路结构和逻辑符号
该触发器由6个与非门构成，其中G1和G2组成基本RS触发器。分析工作原理：
Ⅰ. 时，不论输入端D为何种状态，都会使 ,即触发器置1。
时，不论输入端D为何种状态，都会使 ,即触发器置0。
因此，SD 和RD 通常称预置端和清零端。
Ⅱ. 当触发器工作时，必须使 SD =RD =1 ，
（1）CP=0时，G3 和G4 封锁，其输出Q3 =Q4 =1，此时基本RS触发器处于保持状态，即 状态不变。同时，由于Q3 至G5 和Q4至G6 的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D, 。
（2）当CP由0变1时，即上升沿到来：G3 和G4打开，它们的输出Q3和Q4的状态由 G5和G6的输出状态决定。 ， 。由基本RS触发器的逻辑功能，可知Q=D.
（3）触发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。G3和G4打开后，他们的输出Q3 和Q4 的状态时互补的，即必定有一个是0，若Q3=0，则经G3输出至G5 输入的反馈线将G5封锁，即封锁了D通往基本RS触发器的路径；该反馈线起到了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用，故该反馈线称为置0维持线，置1阻塞线。Q4=0 时，将G3和G6封锁，D端通往基本RS触发器的路径也被封锁。Q4输出至G6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3 输入的反馈线起到了阻止触发器置0的作用，称为置0阻塞线。因此该触发器称为维持-阻塞触发器。
2. 利用传输延迟时间的边沿触发器
利用传输延迟时间的边沿触发器
这个电路包含一个由与或非门G1和G2组成的基本RS触发器和两个输入控制门G3和G4。而且，门G3和G4传输延迟时间大于基本RS触发器的翻转时间。
设触发器的初始状态为 ， 。
Ⅰ. 时，门B、B’和G3、G4被CP的低电平封锁，而G3、G4的输出P、P’均为高电平，
门A、A’是打开的，所以基本RS触发器的状态通过A、A’得以保持。
Ⅱ变为高电平以后，门B、B’首先解除封锁，基本RS触发器可以通过B、B’继续保持原
状态不变。此时输入为 、 ，则经过门G3、G4的传输延迟时间后 、 ，门
A、A’均不导通，对基本RS触发器的状态没有影响。
Ⅲ.当CP下降沿到达时，门B、B’立即封锁，但由于门G3、G4存在传输延迟时间，所以P、P’
的电平不会马上改变。因此，在瞬间出现A、B各有一个输入端为低电平的状态，使 ，
并经过门A’使 。由于G3的传输延迟时间足够长，可以保证在P点的低电平消失之前 的
低电平已反馈到了门A，所以在P点的低电平消失以后触发器获得的1状态仍将保持下去。
经过门G3、G4的传输延迟时间以后，P、P’都变为高电平，但对基本RS触发器状态并无影响。而CP的低电平已将门G3、G4封锁，J、K状态即使再发生变化也不会影响触发器的状态了。
边沿触发器的特点
不论是维阻型D边沿触发器还是利用传输延迟时间的JK边沿触发器，它们共同的动作特点就是触发器的次态仅取决于CP信号的上升沿或下降沿到达时输入的逻辑状态，而在这之前或之后，输入信号的变化对触发器输出的状态没有影响。这一特点有效的提高了触发器的抗干扰能力，因而也提高了电路的工作可靠性。
JK触发器与T触发器的应用 - 电子技术
1．JK触发器本实验所采用的是74LS112，它是下降边沿触发的双JK触发器，其引脚图如图1所示。图1 74LS112引脚
另外，74LS112还有异步置位端 和 复位端，其功能如同RS触发器的S端和R端。
2．T触发器T触发器可控制触发器每接受一个CP信号就翻转一次，所以经常称T触发器为“反转触发器”。又因为来一个CP信号翻转一次，那么其状态就可以用来记忆CP输入的个数，所以又称为“计数触发器”。T触发器可以很方便地用JK触发器和D触发器构成（如图2），
（a）用JK触发器构成的T触发器 （b）用D触发器构成的T触发器图2
T'触发器是只有计数翻转功能的触发器， 如图3 所示。 （a）用D触发器构成的T'触发器 （b）用JK触发器构成的T'触发器图3
3．JK触发器和D触发器的转换JK触发器和D触发器通过基本门电路可以进行转换，电路如图4所示。
（a）JK触发器转换为D触发器 （b）D触发器转换为JK触发器图4
T与T’触发器 - 电子技术
图1 T 触发器
图2 由T触发器构成的异步计数器
由JK触发器构成的T触发器和T′触发器 - 电子技术
T触发器：具有保持和翻转功能的触发器。
T′触发器：只具有翻转功能的触发器。
１．JK触发器→T触发器
图 由JK触发器构成的T触发器和T’触发器
令JK触发器的J=K=T，T触发器特性方程为
T触发器的逻辑功能为：当T=1时，则Q n+1=Q n,这时每输入一个时钟脉冲CP，触发器的状态便翻转一次，当T=0时，则Q n+1=Qn，输入时钟脉冲CP时，触发器保持原状态不变。
Ｔ触发器常用来进行计数。
２．ＪＫ触发器→T’
令Ｊ＝Ｋ＝１
T＇触发器是Ｔ触发器Ｔ＝１时的特例。 T＇触发器的特性方程为：Q n+1= Q n（CP下降沿到来有效）.
由与非门组成的基本RS触发器 - 电子技术
1．电路结构电路组成：两个与非门输入和输出交叉耦合（反馈延时）。如下图所示。
图1基本RS触发器逻辑电路和符号
（1）信号输入端：RD置0端（复位端）；SD置1端（置位端）。非号表示低电平有效，在逻辑符号中用小圆圈表示。
（2）输出端：Q和Q，在触发器处于稳定状态时，它们的输出状态相反。
2．逻辑功能
（1）当RD=0,SD=1时，触发器置0。输入 端称为置0端，也称复位端，低电平有效。
（2）当RD=1,SD=0，触发器置1。输入端 称为置1端，也称置位端，低电平有效。
（3）当RD=1,SD=1时，触发器保持原状态比不变。如果触发器原处于Q=0， Q=1的0状态，电路保持0状态不变；如果触发器原处于Q=1， Q=0的1状态，电路保持1状态不变。
（4）当RD=0,SD=0时，触发器状态不定，：输出 Q=Q=1这既不是1状态，也不是0状态。这会造成逻辑电路混乱。
在RD和SD同时由0变为1时，由于 G1和G2电气性能（延迟时间）上的差异，其输出状态无法预知，可能是0状态，也可能是1状态。
实际上，这种情况是不允许的。因此，基本的RS触发器有约束条件：
RD+RS=1
3．特性表
现态：是指触发器输入信号 (RD,SD端)变化前的状态，用Q n表示
次态：是指触发器输入信号变化后的状态，用Q n+1表示
特性表：触发器次态Q n+1与输入信号和电路原有状态（现态）之间关系的真值表。
表1 与非门组成的基本RS触发器的特性表
RD,SD
Qn
Qn+1
说 明
0 0
1
×
×
触发器状态不定
1
0 1
1
触发器置0
1 0
1
1
1
触发器置1
1 1
1 1
1
1
触发器保持原状态不变
触发器里的冤家对头 - 电工弱电
上大学时，学习《数字电子技术》这门课，第一次接触到RS触发器的概念，当时学了个囫囵吞枣，只知道有个置位端，还有个复位端，当置位端为ON时，RS触发器的输出为ON，当复位端为ON时，RS触发器的输出为OFF，至于置位端和复位端都为ON，或者都为OFF，触发器的输出会怎样，什么情况下需要使用RS触发器，当时根本就没有考虑，看来教学和应用还是有点脱节的。
工作以后，接触了dcs系统和plc系统，组态逻辑时，才对RS触发器的使用情况有了进一步的了解。其实也没啥难的，通过这张真值表就一目了然。
重点说一下置位端和复位端这一对冤家对头，他们同时为OFF和同时为ON的情况：
1） 同时为OFF时，RS触发器的输出保持之前的值不变，既然两位老大都没有发话，输出当然乐得在原地偷懒。
2） 同时为ON时，这事有点不好办了，两位老大同时发话了，输出这个小弟该听谁的呢？
不同的系统有不同的解决办法，举2个例子：9037【中国自动化网社区】87fe4f【】cd731） 引入第三方信号，既然两位都想做主，那就谁也别做主，听第三方的，即当置位端和复位端同时为ON时，输出信号的值与第三方信号的值保持一致。典型的河蚌相争，渔翁得利。9037【中国自动化网社区】87fe4f【】cd73FLIPFLOP是RS触发器的算法名称，S1端是复位端，S2端是置位端，S3是第三方裁决端。
2） 把RS触发器分为RS触发器和SR触发器，RS触发器是复位端有优先权，当置位端和复位端都为ON时，输出为OFF，SR触发器是置位端有优先权，当置位端和复位端都为ON时，输出为ON。PKS系统采用的就是这种解决方案。
RS触发器的真值表：
RS触发器在什么情况下需要使用呢？
举个实际应用的案例：
有个污水池的排水泵，泵的启动和停止是由污水池的液位决定的。当液位高于6米时，泵启动，向外排放污水，即便液位已经下降低于6米，泵仍继续排放，直到液位低于2米，泵停止排放。停止排放后，即使液位高于2米，泵也不会启动，直到液位高于6米，泵再次启动排放。
组态框图如下：
当液位高于6米时，输出为ON，启动排放泵。
当液位低于2米时，输出为OFF，停止排放泵。
在这个案例中，置位端和复位端不可能同时为ON，因此使用RS触发器和使用SR触发器的效果是一样的，没有区别。
如果置位端的信号和复位端的信号有可能同时为ON，则要仔细考虑谁更有优先权，从而决定使用RS触发器还是SR触发器。
