数字电子-触发器的转换



在上一章中,我们讨论了四种触发器,即SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。通过添加一些额外的逻辑,我们可以将一种触发器转换为其余三种触发器。因此,总共有十二种触发器转换

按照以下步骤将一种触发器转换为另一种。

  • 考虑所需触发器的特性表
  • 填写给定触发器在每种当前状态和下一状态组合下的激励值(输入)。所有触发器的激励表如下所示。
当前状态 下一状态 SR触发器输入 D触发器输入 JK触发器输入 T触发器输入
Q(t) Q(t+1) S R D J K T
0 0 0 x 0 0 x 0
0 1 1 0 1 1 x 1
1 0 0 1 0 x 1 1
1 1 x 0 1 x 0 0

获得每个激励输入的简化表达式。如有必要,使用卡诺图进行简化。

根据简化表达式,使用给定的触发器和必要的逻辑门绘制所需触发器的电路图

现在,让我们将一些触发器转换为其他触发器。对于其余的触发器转换,请遵循相同的过程。

SR触发器到其他触发器的转换

以下是SR触发器转换为其他触发器的三种可能转换。

  • SR触发器转D触发器
  • SR触发器转JK触发器
  • SR触发器转T触发器

SR触发器转D触发器转换

这里,给定的触发器是SR触发器,所需的触发器是D触发器。因此,请考虑以下D触发器的特性表

D触发器输入 当前状态 下一状态
D Q(t) Q(t + 1)
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1

我们知道SR触发器有两个输入S和R。因此,请写下SR触发器在每种当前状态和下一状态值组合下的激励值。下表显示了D触发器的特性表以及SR触发器的激励输入

D触发器输入 当前状态 下一状态 SR触发器输入
D Q(t) Q(t + 1) S R
0 0 0 0 x
0 1 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 1 x 0

从上表可以看出,我们可以将每个输入的布尔函数写成如下。

$$\mathrm{S \: = \: m_{2} \: + \: d_{3}}$$

$$\mathrm{R \: = \: m_{1} \: + \: d_{0}}$$

我们可以使用2变量卡诺图获得这些输入的简化表达式。S和R的卡诺图如下所示。

Conversion of Flip-Flop

因此,在简化后,我们得到S = D和R = D'。D触发器的电路图如下所示。

Circuit Diagram of D Flip-Flop

该电路由SR触发器和一个反相器组成。该反相器产生一个输出,该输出是输入D的补码。因此,整个电路只有一个输入D和两个输出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一个D触发器。类似地,您可以进行其他两个转换。

D触发器到其他触发器的转换

以下是D触发器转换为其他触发器的三种可能转换。

  • D触发器转T触发器
  • D触发器转SR触发器
  • D触发器转JK触发器

D触发器转T触发器转换

这里,给定的触发器是D触发器,所需的触发器是T触发器。因此,请考虑以下T触发器的特性表

T触发器输入 当前状态 下一状态
T Q(t) Q(t + 1)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

我们知道D触发器只有一个输入D。因此,请写下D触发器在每种当前状态和下一状态值组合下的激励值。下表显示了T触发器的特性表以及D触发器的激励输入

T触发器输入 当前状态 下一状态 D触发器输入
T Q(t) Q(t + 1) D
0 0 0 0
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 0

从上表可以看出,我们可以直接将D的布尔函数写成如下。

$$\mathrm{D \: = \: T \: \oplus \: Q \: \left ( t \: \right )}$$

因此,我们需要一个二输入异或门以及D触发器。T触发器的电路图如下所示。

Circuit Diagram of T Flip-Flop

该电路由D触发器和一个异或门组成。该异或门产生一个输出,该输出是T和Q(t)的异或。因此,整个电路只有一个输入T和两个输出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一个T触发器。类似地,您可以进行其他两个转换。

JK触发器到其他触发器的转换

以下是JK触发器转换为其他触发器的三种可能转换。

  • JK触发器转T触发器
  • JK触发器转D触发器
  • JK触发器转SR触发器

JK触发器转T触发器转换

这里,给定的触发器是JK触发器,所需的触发器是T触发器。因此,请考虑以下T触发器的特性表

T触发器输入 当前状态 下一状态
T Q(t) Q(t + 1)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

我们知道JK触发器有两个输入J和K。因此,请写下JK触发器在每种当前状态和下一状态值组合下的激励值。下表显示了T触发器的特性表以及JK触发器的激励输入

T触发器输入 当前状态 下一状态 JK触发器输入
T Q(t) Q(t + 1) J K
0 0 0 0 x
0 1 1 x 0
1 0 1 1 x
1 1 0 x 1

从上表可以看出,我们可以将每个输入的布尔函数写成如下。

$$\mathrm{J \: = \: m_{2} \: + \: d_{1} \: + \: d_{3}}$$

$$\mathrm{K \: = \: m_{3} \: + \: d_{0} \: + \: d_{2}}$$

我们可以使用2变量卡诺图获得这两个输入的简化表达式。J和K的卡诺图如下所示。

K Map for J and K

因此,在简化后,我们得到J = T和K = T。T触发器的电路图如下所示。

Circuit Diagram of T Flip-Flop with JK Flip-Flop

该电路仅由JK触发器组成。它不需要任何其他门。只需将相同的输入T连接到J和K即可。因此,整个电路只有一个输入T和两个输出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一个T触发器。类似地,您可以进行其他两个转换。

T触发器到其他触发器的转换

以下是T触发器转换为其他触发器的三种可能转换。

  • T触发器转D触发器

  • T触发器转换为SR触发器
  • T触发器转换为JK触发器

T触发器转换为D触发器转换

这里,给定的触发器是T触发器,所需的触发器是D触发器。因此,考虑D触发器的特性表,并为每个现态和次态值的组合写下T触发器的激励值。下表显示了D触发器的**特性表**以及T触发器的**激励输入**。

D触发器输入 当前状态 下一状态 T触发器输入
D Q(t) Q(t + 1) T
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 1 1
1 1 1 0

从上表,我们可以直接写出T的布尔函数如下。

$$\mathrm{T \: = \: D \: \oplus \: Q \left ( t \right )}$$

因此,我们需要一个二输入异或门以及T触发器。D触发器的**电路图**如下所示。

T Flip-Flop circuit Diagram

该电路由T触发器和一个异或门组成。此异或门产生一个输出,它是D和Q(t)的异或。因此,整个电路具有单个输入D和两个输出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一个**D触发器**。同样,您可以进行其他两个转换。

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