數位電子-觸發器的轉換



在上一章中,我們討論了四種觸發器,即SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器。透過新增一些額外的邏輯,我們可以將一種觸發器轉換為其餘三種觸發器。因此,總共有十二種觸發器轉換

按照以下步驟將一種觸發器轉換為另一種。

  • 考慮所需觸發器的特性表
  • 填寫給定觸發器在每種當前狀態和下一狀態組合下的激勵值(輸入)。所有觸發器的激勵表如下所示。
當前狀態 下一狀態 SR觸發器輸入 D觸發器輸入 JK觸發器輸入 T觸發器輸入
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

獲得每個激勵輸入的簡化表示式。如有必要,使用卡諾圖進行簡化。

根據簡化表示式,使用給定的觸發器和必要的邏輯閘繪製所需觸發器的電路圖

現在,讓我們將一些觸發器轉換為其他觸發器。對於其餘的觸發器轉換,請遵循相同的過程。

SR觸發器到其他觸發器的轉換

以下是SR觸發器轉換為其他觸發器的三種可能轉換。

  • SR觸發器轉D觸發器
  • SR觸發器轉JK觸發器
  • SR觸發器轉T觸發器

SR觸發器轉D觸發器轉換

這裡,給定的觸發器是SR觸發器,所需的觸發器是D觸發器。因此,請考慮以下D觸發器的特性表

D觸發器輸入 當前狀態 下一狀態
D Q(t) Q(t + 1)
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1

我們知道SR觸發器有兩個輸入S和R。因此,請寫下SR觸發器在每種當前狀態和下一狀態值組合下的激勵值。下表顯示了D觸發器的特性表以及SR觸發器的激勵輸入

D觸發器輸入 當前狀態 下一狀態 SR觸發器輸入
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

從上表可以看出,我們可以將每個輸入的布林函式寫成如下。

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

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

我們可以使用2變數卡諾圖獲得這些輸入的簡化表示式。S和R的卡諾圖如下所示。

Conversion of Flip-Flop

因此,在簡化後,我們得到S = D和R = D'。D觸發器的電路圖如下所示。

Circuit Diagram of D Flip-Flop

該電路由SR觸發器和一個反相器組成。該反相器產生一個輸出,該輸出是輸入D的補碼。因此,整個電路只有一個輸入D和兩個輸出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一個D觸發器。類似地,您可以進行其他兩個轉換。

D觸發器到其他觸發器的轉換

以下是D觸發器轉換為其他觸發器的三種可能轉換。

  • D觸發器轉T觸發器
  • D觸發器轉SR觸發器
  • D觸發器轉JK觸發器

D觸發器轉T觸發器轉換

這裡,給定的觸發器是D觸發器,所需的觸發器是T觸發器。因此,請考慮以下T觸發器的特性表

T觸發器輸入 當前狀態 下一狀態
T Q(t) Q(t + 1)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

我們知道D觸發器只有一個輸入D。因此,請寫下D觸發器在每種當前狀態和下一狀態值組合下的激勵值。下表顯示了T觸發器的特性表以及D觸發器的激勵輸入

T觸發器輸入 當前狀態 下一狀態 D觸發器輸入
T Q(t) Q(t + 1) D
0 0 0 0
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 0

從上表可以看出,我們可以直接將D的布林函式寫成如下。

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

因此,我們需要一個二輸入異或門以及D觸發器。T觸發器的電路圖如下所示。

Circuit Diagram of T Flip-Flop

該電路由D觸發器和一個異或門組成。該異或門產生一個輸出,該輸出是T和Q(t)的異或。因此,整個電路只有一個輸入T和兩個輸出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一個T觸發器。類似地,您可以進行其他兩個轉換。

JK觸發器到其他觸發器的轉換

以下是JK觸發器轉換為其他觸發器的三種可能轉換。

  • JK觸發器轉T觸發器
  • JK觸發器轉D觸發器
  • JK觸發器轉SR觸發器

JK觸發器轉T觸發器轉換

這裡,給定的觸發器是JK觸發器,所需的觸發器是T觸發器。因此,請考慮以下T觸發器的特性表

T觸發器輸入 當前狀態 下一狀態
T Q(t) Q(t + 1)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

我們知道JK觸發器有兩個輸入J和K。因此,請寫下JK觸發器在每種當前狀態和下一狀態值組合下的激勵值。下表顯示了T觸發器的特性表以及JK觸發器的激勵輸入

T觸發器輸入 當前狀態 下一狀態 JK觸發器輸入
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

從上表可以看出,我們可以將每個輸入的布林函式寫成如下。

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

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

我們可以使用2變數卡諾圖獲得這兩個輸入的簡化表示式。J和K的卡諾圖如下所示。

K Map for J and K

因此,在簡化後,我們得到J = T和K = T。T觸發器的電路圖如下所示。

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

該電路僅由JK觸發器組成。它不需要任何其他門。只需將相同的輸入T連線到J和K即可。因此,整個電路只有一個輸入T和兩個輸出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一個T觸發器。類似地,您可以進行其他兩個轉換。

T觸發器到其他觸發器的轉換

以下是T觸發器轉換為其他觸發器的三種可能轉換。

  • T觸發器轉D觸發器

  • T觸發器轉換為SR觸發器
  • T觸發器轉換為JK觸發器

T觸發器轉換為D觸發器轉換

這裡,給定的觸發器是T觸發器,所需的觸發器是D觸發器。因此,考慮D觸發器的特性表,併為每個現態和次態值的組合寫下T觸發器的激勵值。下表顯示了D觸發器的**特性表**以及T觸發器的**激勵輸入**。

D觸發器輸入 當前狀態 下一狀態 T觸發器輸入
D Q(t) Q(t + 1) T
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 1 1
1 1 1 0

從上表,我們可以直接寫出T的布林函式如下。

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

因此,我們需要一個二輸入異或門以及T觸發器。D觸發器的**電路圖**如下所示。

T Flip-Flop circuit Diagram

該電路由T觸發器和一個異或門組成。此異或門產生一個輸出,它是D和Q(t)的異或。因此,整個電路具有單個輸入D和兩個輸出Q(t)和Q(t)'。因此,它是一個**D觸發器**。同樣,您可以進行其他兩個轉換。

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