淺談時序邏輯電路的成長記憶

（江蘇省張家港市第二職業高級中學，江蘇蘇州市，15000）萬 莉

在對口單招《電子技術基礎》科目的數字電路部分的教學過程中，在小結學習效果時不難發現，在不少學生的認知里的組合邏輯電路與時序邏輯電路這兩個知識模塊的關系是相互獨立的，并未融合在一個知識串聯的體系里。或者說這兩個模塊的內容與現實生活的距離較遠，不能共情，難以透徹理解。在這兩個章節的基礎知識講授完成后，對兩個章節內容前后知識做一個帶比喻性質的知識梳理，用形象化的描述將抽象轉為具象，以幫助學生更好的建立數字電路的知識框架。

1 起源--基本邏輯門

數字電路的基本邏輯門是與門、或門、非門。是數字電路里的泥和土，是構建數字電路摩天大樓的原始材料。

基本門之間相互組合，便構成了組合門。其中與門和非門組成了與非門；或門和非門組成了或非門。它們是組合邏輯電路的主角。是構建數字電路摩天大樓的磚和瓦。

組合邏輯電路的特點是沒有記憶功能，當前的輸出狀態直接由當前的輸入狀態所決定，輸入狀態消失，則輸出會立即消失。

2 搭建--基本RS觸發器

由兩個與門相互連接，可構成基本RS觸發器，它的出現表示已從數字電路的組合邏輯電路離開，慢慢走近時序邏輯電路。基本RS觸發器可以簡單且直接的完成置0、置1、保持的邏輯功能。

基本RS觸發器的特點是無需等待觸發脈沖，直接置0或置1，可以說是簡單、粗暴的完成運算功能。輸入項、的下標號D已表明“直接開工”的特殊身份。

基本RS觸發器可由與非門構成，也可由或非門構成。

3 雛形—鐘控同步RS觸發器

數字邏輯電路的特點是具有記憶功能，當前的輸出狀態與輸入狀態有關，還與電路的原狀態有關。

鐘控同步RS觸發器觸發器可由與非門構成，也可由或非門構成。

4 完善—主從RS觸發器

在四個與非門構成的鐘控同步RS觸發器的基礎上增加一組結構相似的模塊，即8個與非門組成2個團隊，交替工作，這個觸發器稱為主從RS觸發器，將其中4個與非門的模塊稱為主觸發器，另外4個與非門的模塊稱為從觸發器。采用這種結構可以將鐘控同步RS觸發器的電平觸發方式升級成邊沿觸發方式，觸發時間大大的縮短，有效的克服了空翻現象，于是主從RS觸發器具有實用價值。主從RS觸發器同樣可由與非門構成，也可由或非門構成，其邏輯功能具有置0、置1、保持、不定（不允許），除觸發方式不同外，其特性與鐘控同步RS觸發器完全一致。

為了限制邏輯功能里的“不定（不允許）”的出現，在運算時要加入約束項：R×S=0，即置0和置1不能同時進行。

5 巔峰—JK觸發器

圖1 JK觸發器

如圖1所示，將主從RS觸發器輸出端拉回到輸入端，這樣的連接便組成了JK觸發器。在觸發方式有上升沿觸發和下降沿觸發，其邏輯功能具有置0、置1、保持、翻轉。RS觸發器的邏輯功能里有不定（不允許），正常運算時只能使用75%的邏輯功能，而JK觸發器沒有約束項，用翻轉功能替代了RS觸發器中不定（不允許）在邏輯功能中的位置，邏輯功能配項得到100%的利用，它是功能更強大的觸發器。

6 分家—T、D觸發器

如圖所示，JK觸發器也要分家，功能全面的JK觸發器將它的四個邏輯功能公平的分給了一對龍鳳胎T和D觸發器。將JK觸發器的兩個輸入端連接在一起，即J=K，便構成了T觸發器，它得到了JK觸發器邏輯功能里的保持和翻轉；將輸入端K連上一個非門再與輸入端J相連接，即，便構成了D觸發器，得到了JK觸發器邏輯功能里的置0和置1。

圖2 TD觸發器

綜上所述，可將以上觸發器劃分成RS家族和JK家族，在學習RS家族的觸發器時，重點是關注觸發脈沖的不同、與非門和或非門組成結構的差異（真值表、結構圖）；JK家族的觸發器時，重點是JK、T、D相互之間的轉換，以及直接置零端和直接置1端的綜合應用。