同步RS觸發器

　　具有時鐘脈沖控制的觸發器稱為同步觸發器，又稱為鐘控觸發器，時鐘觸發器。這種觸發器只有在時鐘脈沖到來時，輸出端才根據這時的輸入信號改變狀態。

1.同步RS觸發器電路結構

　　圖1是同步RS觸發器的邏輯圖和邏輯符號。它是在基本RS觸發器(G1和G2)的基礎上，增加了由兩個與非門（G3和G4）組成的輸入門，和一個鐘控端CP構成。該電路有兩個輸出端和Q，還有五個輸入端。但應注意這五個輸入端的作用和輸入信號的極性。

①     輸入端和

和端在CP=0時，可直接使觸發器置0或置1，下標D表示直接的意思，而符號“-”表示用負向脈沖觸發。

是直接置“0”端，是直接置1端，一般可在觸發器工作之前，采用或進行直接置0或置1。不用時將和端接高電平或懸空。

圖1  同步RS觸發器的邏輯和邏輯符號

②     信號輸入端R和S

　　信號輸入端R為置0端，S為置1端，因輸入信號要通過與非門G3和G4后，才作用到基本觸發器的輸入端，所以輸入觸發器脈沖信號應是正向脈沖。{{分頁}}

③     鐘控端CP

　　鐘控端CP用于輸入進鐘脈沖，控制輸入門的開通和關閉，使輸出按一定的節拍隨輸入信號變化。

2.同步RS觸發器工作原理

①CP=0

　　當CP=0時，G3、G4門被封被，輸出均為1。此時，不論輸入信號R、S如何變化，觸發器的狀態保持不變。

②CP=1

　　當CP=1時，G3、G4門解除封鎖，觸發器的次態Q_n+1取決于輸入信號R、S及電路的現態Q_n。

⑴R=S=0

　　如果輸入端R=S=0，則G3和G4的輸出仍等于1，故觸發的狀態保持不變。

⑵R=1，S=0

　　如果輸入端R=1，S=0，由于G3門的輸入均為1，則G3輸出是0，G1的輸入有0，所以不論G1原來的狀態如何，其輸出一定為1。對于G4來說，由于S=0，G4=1，G2門的輸入均為1（=1、G4=1、），所以G2的輸出Q=0。

　　當Q=0后，又保證了=1，假如將CP再變為0，則G3=G4=1，基本觸發器G1、G2將保持0狀態。

⑶R=0，S=1

　　如果輸入端R=0，S=1，則情況同上相反，由于G4的輸入均為1，則G4=0，迫使G2的輸出Q=1。由于Q=1，G3的輸出也是1，又迫使G1輸出=0，此時觸發器處于1狀態。即使CP再返回到0，由于G1和G2的互鎖使用，該狀態也會維持下去。

⑷R=S=1

　　如果輸入端R=S=1，G3和G4輸出均為0，于是G1和G2的輸出都為1，但是當CP返回到0時，G3、G4的輸出也都返回到1，這是G1、G2的輸入均為1，因此它們的輸出都向0轉化，出現競爭狀態。如果G2先翻為0，則G1被鎖定在1，結果觸發器變為0態。如果G1先翻為0，則G2被鎖定在1，觸發器處于1態，最后的結果難以預料，輸出不頂。{{分頁}}

　　綜合以上分析，可寫出四與非門鐘控RS觸發器的真值表，如表1所列。

表1 同步RS觸發器特性表

　　表1中Q_n表示觸發器n個時鐘作用后的現狀態（簡稱現態），Q_n+1表示觸發器在第n+1個時鐘脈沖作用后的狀態（簡稱次態）。

　　如果把表1所示的邏輯功能用邏輯表達式表示出來，就可得到同步RS觸發器的特性方程：

                     │Q_n+1=S+

                     │SR=0 (約束條件)

　　為了防止出現R=S=1使觸發器輸出狀態不定，因此規定了約束條件RS=0。

3.與或非門構成的同步RS觸發器

　　同步RS觸發器也可以由與或非門組成，其結構如圖2所示。它的工作原理與圖1所示的同步RS觸發器基本相同。

　　圖2電路用了兩個與門和兩個或非門構成的。

圖2  與或非門構成的同步RS觸發器