有人可以解释以下触发器电路吗？

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在此处输入图片说明

我无法理解此电路中发生了什么。该问题询问“如果并且，则Q的值是多少”（如图所示）。 $\bar{R} = 1$ $\bar{S} = 0$

在此处输入图片说明

在这种情况下，如何确定Q的样子？我意识到这个问题可能需要以上知识，这就是为什么我首先问这个问题。关于去哪里的任何信息都将是很棒的。

digital-logic flipflop latch

— 鲍勃·约翰
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1

似乎是SR锁存器？en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics)#SR_NAND_latch

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请从问题中删除“简单”，因为它对不了解它的人而言是有辱人格的。

1

查看NAND门的真值表，并考虑您所拥有的输入。

— starblue 2013年

4

我同意OP的观点，因为D锁存器功能的关键部分在于它的SR锁存器，因此我暂时仅关注该部分。

由于我们在这里处理NAND，因此我将从具有输入A和B以及输出Z的NAND的函数中导出SR锁存器函数或真值表：

\begin{matrix} A & B & Z \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 0 \end{matrix}

$\array{A&B&Z\\0&0&1\\0&1&1\\1&0&1\\1&1&0}$

查看您的SR锁存器原理图，命名较高的NAND（由S'驱动）“ T”和较低的NAND（由R'驱动）“ U”，我们具有以下关系：

SR锁存器

A_{T} = \bar{S}, B_{T} = \bar{Q}, A_{U} = \bar{R}, B_{U} = Q

$A_T=\bar{S}, B_T=\bar{Q}, A_U=\bar{R}, B_U=Q$

由此，我们可以开始为SR锁绘制一个真值表，从这里我们仅知道输入：

\begin{matrix} A_{T} = \bar{S} & A_{U} = \bar{R} & B_{U} = Q = Z_{T} & B_{T} = \bar{Q} = Z_{U} \\ 0 & 0 \\ 0 & 1 \\ 1 & 0 \\ 1 & 1 \end{matrix}

$\array{A_T=\bar{S}&&A_U=\bar{R}&&B_U=Q=Z_T&&B_T=\bar{Q}=Z_U\\ 0&&0&&&&\\0&&1&&&&\\1&&0&&&&\\1&&1&&&&}$

回顾一下NAND的真值表，我们意识到，如果输入A或B中的任何一个为0，则其输出Z为1。由此，我们可以开始在SR锁存真值表中填写缺失的值：

\begin{matrix} A_{T} = \bar{S} & A_{U} = \bar{R} & B_{U} = Q = Z_{T} & B_{T} = \bar{Q} = Z_{U} \\ 0 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 \end{matrix}

$\array{A_T=\bar{S}&&A_U=\bar{R}&&B_U=Q=Z_T&&B_T=\bar{Q}=Z_U\\ 0&&0&&1&&1\\0&&1&&1&&\\1&&0&&&&1\\1&&1&&&&}$

现在，再次查看NAND真值表，并意识到如果A和B均为1，则其输出Z为0，我们继续填写缺失值：

\begin{matrix} A_{T} = \bar{S} & A_{U} = \bar{R} & B_{U} = Q = Z_{T} & B_{T} = \bar{Q} = Z_{U} \\ 0 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 1 \end{matrix}

$\array{A_T=\bar{S}&&A_U=\bar{R}&&B_U=Q=Z_T&&B_T=\bar{Q}=Z_U\\ 0&&0&&1&&1\\0&&1&&1&&0\\1&&0&&0&&1\\1&&1&&&&}$

似乎我们已经获得了除S'和R'均为1时的所有条目之外的所有条目，因为此状态仅取决于先前的Q和Q'值。这就是锁存器保持其值的方式，因为对于该状态，NAND的输入看起来像

\begin{matrix} A_{T} = \bar{S} = 1, B_{T} = \bar{Q} \\ A_{U} = \bar{R} = 1, B_{U} = Q \end{matrix}

$\array{A_T=\bar{S}=1, B_T=\bar{Q}\\A_U=\bar{R}=1, B_U=Q}$

由此可知，这些锁存器的输出为

\begin{matrix} Z_{T} =! \bar{Q} = Q \\ Z_{U} =! Q = \bar{Q} \end{matrix}

$\array{Z_T=!\bar{Q}=Q\\Z_U=!Q=\bar{Q}}$

将这些“先前的” Q和Q'值标记为Qp和Qp'，我们有SR锁存器的最终真值表：

\begin{matrix} A_{T} = \bar{S} & A_{U} = \bar{R} & B_{U} = Q = Z_{T} & B_{T} = \bar{Q} = Z_{U} \\ 0 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 1 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & Q_{p} & \bar{Q_{p}} \end{matrix}

$\array{A_T=\bar{S}&&A_U=\bar{R}&&B_U=Q=Z_T&&B_T=\bar{Q}=Z_U\\ 0&&0&&1&&1\\0&&1&&1&&0\\1&&0&&0&&1\\1&&1&&Q_p&&\bar{Q_p}}$

如果您希望查看由NAND门构建的SR锁存器的某些波形，则以下内容可能会有所帮助：

SR锁存时序

可以通过查看SR锁存器的真值表来得出此图中Q和Q'的值：

一个。S'变低，导致Q上升而Q'下降。
b。S'上升，Q和Q'保持其当前值。
C。R'下降，导致Q变低而Q'变高。
d。R'上升，Q和Q'保持其当前值。
e。R'和S'同时下降，导致Q和Q'变高。
F。S'首先“释放”（变高），而SR锁存器保持与c之后相同的状态：Q变低而Q'变高。
G。R'上升，Q和Q'保持其当前值。
H。R'和S'同时下降，导致Q和Q'变高。
一世。R'首先“释放”（变高），然后等效于状态a：Q变高而Q'变低。
j。S'发布。Q和Q'均保持其当前值。

给OP：如果不清楚，或者您想了解更多详细信息（例如，不同状态的更多示意图），请在评论中让我知道-我将拭目以待。

— FriendFX
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5

在第一张图片中，请考虑顶部的NAND门。我们知道，“与非”门是这样的：如果任何输入为0，则输出必须为1（如果两个输入均为1，则“与非”门的输出为0的唯一方法）。因此，由于〜S = 0，因此Q = 1，而与顶部NAND门的第二输入无关。

由于您现在知道第二个NAND门的两个输入，因此很容易得出〜Q = 0（两个输入均为1，因此NAND门的输出为0）。

~S = 0
~R = 1
 Q = 1
~Q = 0

电路的要点是，如果现在将〜S = 1设置，则输出将不会更改，因为到顶部NAND门的第二个输入从之前为0（两个输入都必须为高才能使NAND输出变为0。）。现在，您有了：

~S = 1  
~R = 1  
 Q = 1  
~Q = 0

考虑一下：如果切换了您的初始条件，即〜R = 0和〜S = 1，该怎么办？进行与以前完全相同的推理（除了现在我们从底部的NAND门开始），我们发现Q = 0，〜Q = 1

~S = 1  
~R = 0  
 Q = 0  
~Q = 1

现在魔术发生了：我们将〜R设置为1。会发生什么？可能会有所帮助，但基本上，由于我们之前的论点相同，输出不会改变；NAND门的另一个输入已经为0，并且我们需要两个输入都为1才能将输出（〜Q）更改为0。（暗示这会发生，因为电路是完全对称的）

~S = 1  
~R = 1  
 Q = 0  
~Q = 1

输入与以前相同，但是输出不同！-他们记得以前的状态。

通常，永远不会使用〜S = 0和〜R = 0的情况，因为这时Q = 1和〜Q = 1可能会破坏取决于电路的逻辑。这就是第二张图片中另外两个门的意义。它们保护SR触发器，以使该特定输入永远不会发生。

（将S设置为“ set”，将R设置为“ reset”-当两者都为低电平时，触发器会记住先前的状态。当S为高电平时，您将输出（Q）设置为1；当R为高电平时，您将输出“（重新）设置为0”。如果尝试同时将输出设置为0和1，显然会发生错误，因此您需要确保不会发生。

在第二张图片中，考虑“ D”信号：它直接进入第一个“与非”门，而倒相版本进入第二个“与非”门。现在，如果D为高，则第二个NAND将始终输出1，因此〜R =1。另一方面，如果D为低，则第一NAND的输出将始终为1，因此〜S = 1.这样，我们保证我们上面带有SR触发器的可怕情况永远不会发生，是吗？

现在考虑G信号。如果G = 0，则〜S = 1和〜R = 1；因此，这是“记住”状态，其中输出保持不变。但是，如果G = 1，那么〜S或〜R都会很低，对吗？这将取决于D的值。

简而言之，当G为1时，则Q = D，而当G为0时，则Q = Qold

— r
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4

第一电路是标准的“触发器”或“锁存器”。这是真值表：- 最有趣的是最后一行，当，输出有两个稳定状态和。这意味着它实际上可以“记住”输入和中哪个输入最后一次出现在。

\begin{matrix} \bar{S} & \bar{R} & Q & \bar{Q} \\ 0 & 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & ? & ? \end{matrix}

$\array{\bar{S}&\bar{R}&Q&\bar{Q}\\0&0&1&1\\1&0&0&1\\0&1&1&0\\1&1&?&?}$

\bar{S} = \bar{R} = 1

$\bar{S}=\bar{R}=1$

Q = 0, \bar{Q} = 1

$Q=0,\bar{Q}=1$

Q = 1, \bar{Q} = 0

$Q=1,\bar{Q}=0$

\bar{S}

$\bar{S}$

\bar{R}

$\bar{R}$

0

$0$

现在让我们看一下第二电路的前半部分。当它输出，因此触发器在上一次保持的任何稳定状态下均保持不变。但是，当的值将设置触发器的状态，并且通过这两个表结合，我们可以看到它设置。

\begin{matrix} D & G & \bar{S} & \bar{R} \\ 0 & 0 & 1 & 1 \\ 1 & 0 & 1 & 1 \\ 0 & 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & 0 & 1 \end{matrix}

$\array{D&G&\bar{S}&\bar{R}\\0&0&1&1\\1&0&1&1\\0&1&1&0\\1&1&0&1}$

G = 0

$G=0$

\bar{S} = \bar{R} = 1

$\bar{S}=\bar{R}=1$

G = 1

$G=1$

D

$D$

Q = D

$Q=D$

— 菲尔·弗罗斯特
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你能解释一下事实表吗？我不明白他们为什么有这些价值观，这就是我感到困惑的地方。

— 鲍勃·约翰

基本上，这些真值表都是这种方式，因为任何其他结果都会演变为该结果，因为这是唯一稳定的结果。想象任何其他结果会发生什么。它将以这种方式影响各个门，最终您将获得此结果。

0

如果nand-gate的输入之一为0，则它将为1。

因此Q将为1并将该1传递到下侧的nand门。

然后两个nand-gate的输入为1，所以Q-bar为0

您可以检查Q-bar是否影响任何输入。

0

要意识到的重要一点是，在CMOS逻辑中，始终定义输出并将其驱动为零或一，介于两者之间的任何值都是瞬态。将两个输出（Q和Q'）设置为四个“可能”状态中的任何一个，离散地向前步进时间，并在系统中传播1和0，并查看情况在何处安定。请记住，在其输入之一上显示为零的“与非”门始终输出一个“ 1”，而在其输入之一上显示为“ 1”的“与非”门的作用类似于应用于另一个输入的反相器。

— 维卡茨库
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0

这是Q的波形

当S bar和Q bar为1时，则当前的Q不变，我的意思是Q（t）= Q（t + 1）。当S（bar）= 0时，Q = 1；当R（bar）= 0时，Q = 0

— SW。
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