触发器

触发器

    1981年，埃克尔斯和乔丹发明了一种具有记忆功能的电路。这个电路的核心是两个电子三极管，之所以让人觉的新奇，是因为它能记住你刚才对它做了什么手脚。不过这东西很有意思，但在当时却没有什么用处。直到有过了很长时间之后，因为要制造电子计算机，工程师们才又发现了它。

        

            两个或非门首位相连形成两个反馈

    把上面的电路接上开关和灯泡，如下：

        

                    验证或非门反馈功能的完整电路

    分析上面电路闭合R就等于R=1，于是不管Q以前是亮还是灭，它现在一定不会发光，即Q=0；

因为有反馈存在，Q=0紧接着被送到下面。同时，因为S也为0，所以经或门和非门后，灯泡Q'因为被通上了电而发光，也就是说Q’=1；然后Q'=1又被反馈到上面。但是，因为R已经给或门提供了“1”，所以Q的状态不会受到影响，整个电路就因此出于稳定状态不在改变。这个电路能保存最开始那个开关的开关状态，换句话说最开始那一下子是最重要的。

上面的电路称为触发器。触发器符号如下图：

        

              R-S触发器符号

    这是最早的也是最基本一种触发器，我们一般称它为R-S触发器。触发器有两个截然相反的输出，不过多数情况下我们只需要一个输出就已经足够。因此，一直以来就把Q作为触发器的输出。

在触发器正常工作前提下。Q的输出和S的输入总是一致的，S=0则Q=0；S=1则Q=1。这意味着可以通过设置S的值，使得Q的输出和S保持一致，这就是S的由来（在英语里，S是单词“Set"的第一个字母，这个单词的意思是"设置"）。不管Q以前是什么，比如Q=0，我们可以通过让S=1来使Q变成1。但是当R=1的话，Q又变回0，这等于将Q打回原形，这称为"复位"，R就是这么来的（R取自英语单词”Reset“的第一个字母）。

用触发器保存一比特

    

          

      使用非门使R与S总是相反，解决用触发器保存1比特的问题

    为了验证它是否能保存"0"或者一个"1"，设计如下电路：

            使用触发器保存比特"0"的过程

    如图所示，S=0，R=1，触发器动作Q=0，灯泡不亮。表明目前触发器中保存的是"0"。用手摁一下开关，电路被接通，相当于输入为"1",这个时候，S=1，R=0，触发器保存这个比特，于是灯泡亮了。当我们撤手，你会发现一旦按键开关弹开，灯泡马上就不亮了。这个电路并不能保存"1"。分析原因，当开关弹开，相当于输入的比特是"0"，于是触发器又把这个"0"保存起来，灯泡自然就不亮了。

 改装电路，在输入端增加两个与门，两个与门都用控制端CP控制。如下图：

    

          经过改进的触发器，增加了一个控制端

    上面电路当CP=0，就是不想保存数据，这时，因为与门的关系，不管D上是什么，S和R都为0，所以触发器保持原有的内容不变，当控制端为0时，触发器不接收D端的比特，也就是说，CP=0是希望触发器不被外面的数据干扰，继续保持原先保存的哪个比特。

    分析上面电路，如果D=0，而且CP=1，则S=0而R=1，于是"0"就会被保存到了触发器里（Q=0）。

如果D=1，而且CP=1，那么S=1而R=0，于是"1"就被保存到触发器里（Q=1）。

不管是“0”、“1”，当它成功地进入触发器之后，CP=0，于是S和R都会一直为0，触发器将一直维持刚才保存的比特不变。触发器将一直维持刚才保存的比特不变。这种触发器称为D触发器，如图

            

由上图可知，在CP=1期间，只要D端的比特改变了，触发器就会随时触发。所以一定要把想保存的比特放到D端，等CP从0变为1时摁住输入D端比特，等待CP从1变为0之后才松手。为了解决上面问题，我们设计一种上升沿触发器。如图：

        

                      上升沿触发器的原理

    这个大触发器实际上由两个小的D触发器首位相连而成，前一个触发器的输出是后一个触发器的输入。

乒乓触发器/反复触发器

        

        

                        反复按动开关，灯泡就会在明灭之间交替变化