RS锁存器的电路结构、工作原理、特征方程及应用举例

RS锁存器的电路结构及工作原理

RS锁存器也叫RS触发器，是一两输入、两输出的电路，其电路如下图a，其有两个互相交叉反馈相连的两个与非门构成，其两个输出为两个相反的输出（或称为互补输出），图b给出了其逻辑符号。

图中/RD,/SD为RS锁存器的两个输入端，Q和/Q为两个互补的输出，从图上不难看出，当/RD、/SD为高 电平时输出状态不发生变化，而仅当其一个输入为低电平时，输出才发生变化，故/RD、/SD为低电平有效。

下面我们来看一下RS锁存器的工作过程，我们可分四种情况加以讨论：

1. /RD=0,/SD=0

从电路上可以看出，当/RD=0,/SD=0时，Q=/Q=1，而锁存的Q、/Q是两个互补的输出，而现在两个输出相等，这是不允许的，故这种情况对于锁存器来讲是不允许的，故通常称其为不允许的状态；

2./RD=0,/SD=1

由于/SD=1，故Q的状态取决于/Q的状态，而由于/RD=0,/Q=1,故Q=0，所以说当/RD=0,/SD=1时触发器被置0，故称为置0状态；

3./RD=1,/SD=0

这跟上一种情况正好相反，其Q=1,/Q=0,即触发器被置1，故称为置数状态；

4./RD=1,/SD=1

由于RS的输入为低电平有效，而现在两个输入皆为高电平，故其输出状态保持不变，称为保持状态。

上面的RS锁存器是一个由与非构成的，用或非门同样也可以构成RS锁存器，同样实现RS锁存器的功能。

● RS锁存器时序图

RS锁存器的状态真值表及特征方程

由上面的原理分析和时序图不难用真值表的形式将其表示出现，其就是状态真值表，其由输入/RD,/SD及输出的现态Qn、次态Qn+1几项构成，如下表：

在描述组合逻辑电路时通常使用逻辑函数来描述，在这时RS锁存器也可以用特征方程(Characteristic Equation)来描述其逻辑功能，下式就是其特征方程：

Qn+1=/(/SD)+/RDQn

/SD+/RD=1

其中：/SD+/RD=1为约束条件，即正常使用时/SD，/RD不能同时为0。

RS锁存器的应用举例

基本RS锁存器虽然电路相当简单，但有很广泛的使用，下图是在时序电路是广泛使用的消除抖动开关电路的使用的例子。

我们通常使用的开关一般是机械触点实现开关的合上和断开的，由于机械触点存在弹性，这就决定了当它们合上的时候，其合产生反弹的问题，反映在电信号上将不规则的脉冲信号，当我们希望合上输出就为低电平时，就须通过电路加以改进。