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【技术专辑】触发器转换简介

2019-02-14

本文介绍了使用SR-to-JK触发器转换示例将给定触发器转换为所需触发器所需的步骤。zjP电子头条

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介绍zjP电子头条

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触发器是双稳态单比特存储器设备,是顺序系统中使用的众多数字组件之一。zjP电子头条

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存在的各种触发器是SR触发器,JK触发器,D触发器和T触发器。它们中的每一个都表现出独特的特性,因此对于相同的输入状态组合产生不同的输出。因此,每当我们想要一个触发器模仿另一个触发器的行为时,我们就需要采用触发器转换技术。 zjP电子头条

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创建激励表zjP电子头条

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触发器在给定时刻的输出取决于其输入和其当前状态,由其真值表汇总和呈现的信息定义。换句话说,在触发器的真值表中,下一状态输出将是最后一列。该列由其前面列中的位组合确定,这些位将是其当前状态后面的输入。zjP电子头条

现在,想象一下我们想知道输入组合的顺序,这会产生一个明确的输出状态。与此有关的信息可以通过对触发器的真值表所呈现的信息进行反向跟踪(就列而言)来获得。也就是说,我们将前两列作为触发器的当前状态和下一状态,然后是代表触发器输入的列。zjP电子头条

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这样的表可以适当地称为“激励表”,因为它表示在触发器的输入引脚处提供的激励,以产生已知当前状态的预期结果。zjP电子头条

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通过以下示例可以进一步说明所解释的概念,其中我们从其真值表中获得SR触发器的激励表:zjP电子头条

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图1: SR触发器的真值表和激励表zjP电子头条

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上面真值表中的第一行表明,如果触发器的输入为S = 0且R = 0,则触发器的当前状态和下一状态将为0和0。zjP电子头条

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即使从S = 0和R = 1给出输入,从真值表的第三行显而易见,也会出现相同的输出组合。这表明,为了使SR触发器的输出为0,我们必须将输入引脚S驱动为低电平(即S = 0),而另一个输入R可以拉低或高电平(即R = 0或1),只要其当前状态为0.换句话说,输入组合S = 0和R = X(不关心)导致触发器的下一状态为0当前状态,等于0。zjP电子头条

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现在,请注意,激励表的第一行中的条目(以红色显示)成功传达了相同的信息。zjP电子头条

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类似地,当SR触发器的输入为S = 1且R = 0时,为SR触发器获得0和1的当前状态和下一状态组合。该信息由激励表的第二行简洁地表示(如图所示)在蓝色)。zjP电子头条

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根据相同的理由,我们发现为了获得触发器的当前和下一个状态为1和0,我们应该有S = 0和R = 1,如对应于黑色的条目所示激励表的第三行。zjP电子头条

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最后,请注意S可以是1或0(即S = X),R应该是0,以便将触发器的当前状态和下一状态设置为1和1.这由绿色显示激励表第四行中的条目。zjP电子头条

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完成此操作后,真值表中的所有信息都会被适当地传输到激励表中,从而完成它。 zjP电子头条

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通过采用相同的程序,可以获得所有其他类型的触发器,即JK触发器,D触发器和T触发器的激励表,分别如图2,3和4所示:zjP电子头条

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图2:JK触发器的真值表和激励表zjP电子头条

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图3:D触发器的真值表和激励表zjP电子头条

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图4:T触发器的真值表和激励表zjP电子头条

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“想要一个人字拖”的含义zjP电子头条

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当我们说“我们想要一个特定的触发器”时,这意味着我们清楚了解其当前状态的每种情况的给定输入组合的触发器结果。也就是说,我们掌握了所需触发器的真值表信息。然而,预期结果不能直接从给定的触发器获得,因为其对于输入状态和当前状态的相同组合的行为将是不同的(大多数时间)。zjP电子头条

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因此,需要确定给定触发器中输入位的序列,这导致与所需触发器的情况相同的输出(对于确定的当前状态)。如前所述,该信息很容易以给定触发器的激励表中的条目的形式出现。zjP电子头条

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知道了这一点,下一步就是将给定触发器的激励表所呈现的信息与所需触发器的真值表中存在的信息合并。这可以通过将来自给定触发器的激励表的条目填充到对应于所需触发器的真值表的适当行中来完成,方法是添加表示给定触发器的输入的附加列。拖鞋。完成后,我们将获得一个新表,我们可以将其称为“转换表”:zjP电子头条

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图5:转换表的结构zjP电子头条

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例如,SR触发器转换为JK触发器的转换过程是通过写入JK触发器的真值表来启动的,如图6中的黄色外壳所示。这里,可以看到第一行将触发器的当前状态和下一状态设置为0和0(真值表中的红色条目)。zjP电子头条

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现在我们来看一下SR触发器的激励表(如图6右侧所示),它有一行指示SR触发器的当前状态和下一状态为0和0。通过激励表中的红色条目看到,这对应于输入为S = 0且R = X的第一行。zjP电子头条

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通过添加另外两列S和R(如图6中的粉红色外壳所示),将相同的信息放入JK触发器真值表的第一行,以产生SR到JK的转换表:zjP电子头条

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图6:SR到JK转换表zjP电子头条

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类似地,JK触发器的第二行具有当前和下一状态为1和1,其对应于SR触发器的激励表的第四行(在各个表中显示为绿色条目)。对应于该输出组合的S和R输入的值分别被视为X和0,它们被填充到转换表的第二行(再次以绿色显示)。zjP电子头条

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通过对每一行执行相同的过程,可以填充整个表以获得完整的SR到JK触发器转换表,如图6的中心所示。zjP电子头条

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使用K-Map获取逻辑表达式zjP电子头条

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在获得转换表之后,下一步是根据所需触发器和当前状态的输入得到给定触发器的输入的逻辑表达式。zjP电子头条

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此外,您应该注意获得最小的逻辑表达式,以便利用尽可能少的门来设计电路。该目标可以通过采用任何合适的布尔代数简化技术来实现,例如  K-map技术。zjP电子头条

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据此,对于所考虑的例子,我们需要根据J,K和Q n获得输入S和R的表达式。这可以通过采用K-map简化技术来完成,如图7所示:zjP电子头条

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图7:根据J,K和Qn对SR触发器的输入进行K映射简化zjP电子头条

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这导致S输入为JQ表达Ñ  和R输入为KQÑ。zjP电子头条

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SR-to-JK触发器转换zjP电子头条

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最后,通过使用所获得的逻辑表达式提供的信息,我们可以重新设计在给定触发器的输入引脚处提供的连接。这可以通过仅操纵连接和/或通过添加额外的组合电路来实现,以使得给定的触发器在功能上等效于期望的触发器。zjP电子头条

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在提供的示例中,为S和R获得的逻辑表达式表示两件事:zjP电子头条

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•SR触发器的输入引脚S由双输入AND门的输出馈电,由Q和Q̅n驱动。 zjP电子头条

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•SR触发器的输入引脚R由双输入AND门的输出馈电,该门由K和Qn驱动。zjP电子头条

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为了使SR触发器表现得像JK触发器,必须满足这两个要求,如图8所示:zjP电子头条

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图8:SR触发器表现得像JK触发器zjP电子头条

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总结zjP电子头条

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在本文中,我们提出了一个详细的过程,可以将任何给定的触发器转换为任何其他类型的触发器。我们已经使用其中SR触发器在功能上等效于JK触发器的示例示出了这一点。zjP电子头条

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然而,需要注意的是,类似的步骤也适用于任何类型的触发器之间的相互转换。我们还可以交叉验证转换过程是否成功。这些内容将在本文的第2部分中介绍。zjP电子头条