數字電路之時序電路

　　在《數字電路之如雷貫耳的“邏輯電路”》、《數字電路之數字集成電路IC》之后，本文是數字電路入門3，將帶來「時序電路」的講解，及其核心部件觸發器的工作原理。什么是時序電路？

　　上期學過的「組合電路」是根據當前輸入信號的組合來決定輸出電平的電路。換言之，就是現在的輸出不會被過去的輸入所左右，也可以說成是，過去的輸入狀態對現在的輸出狀態沒有影響的電路。

　　這次講解的「時序電路」和「組合電路」不同?！笗r序電路」的輸出不僅受現在輸入狀態的影響，還要受過去輸入狀態的影響。

　　那么，如何才能將過去的輸入狀態反映到現在的輸出上呢？「時序電路」到底需要些什么呢？人類總是根據過去的經驗，決定現在的行動，這時我們需要的就是—記憶。同樣，「時序電路」也需要這樣的功能。這種能夠實現人類記憶功能的元器件就是觸發器。按結構和功能，觸發器可以分為RS型、JK型、D型和T型。在這里，我們只講解比較有代表性的類型，RS型和D型。

　　觸發器就象一個蹺蹺板

　　觸發器的工作方式與日本的“起坐親子游戲”很象。日本的“起坐親子游戲”，指的就是公園里的蹺蹺板。想起蹺蹺板，就能想象出RS觸發器的工作原理。

　　圖2就是一個蹺蹺板。這個蹺蹺板有些生銹，即使沒有人坐，也不能恢復水平狀態。請記住它保持傾斜的樣子。假設：

　　◇蹺蹺板的兩端是輸出Q和Q#。

　　◇左右的2個人是R君和S君，表示輸入。坐上蹺蹺板表示邏輯高H狀態，沒有在蹺蹺板上表示邏輯低L狀態。

　?。看沃辉试S一個人坐，兩人不能同時坐。）

　　圖1： RS觸發器的電路圖

　　圖2：蹺蹺板的初始狀態（Q=L、Q#=H、R=L、S=L）

　　當S君坐上蹺蹺板（S=H）時，輸出Q就變為H（Q#變成L）（圖3）

　　圖3：S君坐在蹺蹺板上的狀態（Q=H、Q#=L、R=L、S=H）

　　因為蹺蹺板有些生銹了，動作不靈活，所以，即使S君下來了（S=L），Q#還是L，不改變（圖4）

　　圖4：S君從蹺蹺板上下來的狀態（Q=H、Q#=L、R=L、S=L）

　　當R君坐上蹺蹺板時，Q變成L（Q#變成H）。當R君從蹺蹺板上下來時，也會保持L狀態。從這個過程來看，我們是不是可以說蹺蹺板記住了以前坐過它的人呢。

　　用真值表表示RS觸發器的工作過程的話，就象圖5所示一樣。表中Q0和Q0#表示的是輸入變化以前的輸出。