Digital-electronics 简明教程
Digital Electronics - Conversion of Flip-Flops
在上一章中,我们讨论了四个触发器,即 SR 触发器、D 触发器、JK 触发器和 T 触发器。我们可以通过添加一些额外的逻辑将一个触发器转换为另外三个触发器。因此,总共将有十二个 flip-flop conversions 。
遵循这些 steps 以将一个触发器转换为另一个触发器。
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考虑 characteristic table 的所需触发器。
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为给定触发器填写激励值(输入),以用于当前状态和下一状态的每种组合。下面显示了所有触发器的 excitation table 。
Present State |
Next State |
SR Flip-Flop Inputs |
D flip-flop input |
JK Flip-Flop Inputs |
T Flip-Flop Input |
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 |
获得每个激励输入的 simplified expressions 。如有必要,使用 K 图进行简化。
根据使用给定触发器和必要的逻辑门简化的表达式绘制 circuit diagram 的所需触发器。
现在,让我们将几个触发器转换为其他触发器。对其余触发器转换遵循相同的过程。
SR Flip-Flop to other Flip-Flop Conversions
以下是 SR 触发器到其他触发器的三种可能性转换。
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SR 触发器到 D 触发器
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SR 触发器到 JK 触发器
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SR 触发器到 T 触发器
SR Flip-Flop to D Flip-Flop Conversion
此处,给定的触发器是 SR 触发器,所需触发器是 D 触发器。因此,考虑 D 触发器的以下 characteristic table 。
D Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
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,写下 SR 触发器每个当前状态和下一个状态值组合的激励值。下表显示了 D 触发器的特性表以及 SR 触发器的 excitation inputs 。
D Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
SR Flip-Flop Inputs |
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 |
从上表中,我们可以为每个输入写出 Boolean functions ,如下所示。
\mathrm{S \: = \: m_{2} \: + \: d_{3}}
\mathrm{R \: = \: m_{1} \: + \: d_{0}}
我们可以使用 2 个变量 K 映射来获得这些输入的简化表达式。S 和 R 的 k-Maps 如下所示。
因此,在简化后,我们得到 S = D 和 R = D'。D 触发器的 circuit diagram 如下图所示。
此电路由 SR 触发器和反相器组成。此反相器生成一个输出,它是输入 D 的补码。因此,整体电路具有单个输入 D 和两个输出 Q(t) 和 Q(t)'。因此,它是一个 D flip-flop 。同样,你还可以进行其他两种转换。
D Flip-Flop to other Flip-Flop Conversions
以下是 D 触发器到其他触发器的三种可能转换。
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D 触发器到 T 触发器
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D 触发器到 SR 触发器
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D 触发器到 JK 触发器
D Flip-Flop to T Flip-Flop conversion
此处,给定的触发器是 D 触发器,而所需的触发器是 T 触发器。因此,考虑 T 触发器的以下 characteristic table 。
T Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
T |
Q(t) |
Q(t + 1) |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
我们知道 D 触发器具有单个输入 D。因此,写下 D 触发器在当前状态和下一个状态值的每个组合下的激励值。下表显示了 T 触发器的特性表以及 excitation input D 触发器的特性表。
T Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
D Flip-Flop Input |
T |
Q(t) |
Q(t + 1) |
D |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
从上表中,我们可以直接写出 D Boolean function 的值,如下所示。
\mathrm{D \: = \: T \: \oplus \: Q \: \left ( t \: \right )}
因此,我们要求一个两个输入的异或门和 D 触发器。 circuit diagram T 触发器的值如下图所示。
该电路由 D 触发器和异或门组成。此异或门生成一个输出,它是 T 和 Q(t) 的异或值。因此,整体电路具有单个输入 T 和两个输出 Q(t) 和 Q(t)'。因此,它是一个 T flip-flop 。同样,你还可以进行其他两种转换。
JK Flip-Flop to other Flip-Flop Conversions
以下是 JK 触发器到其他触发器的三种可能转换。
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JK 触发器到 T 触发器
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JK 触发器到 D 触发器
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JK 触发器到 SR 触发器
JK Flip-Flop to T Flip-Flop conversion
此处,给定的触发器是 JK 触发器,而所需的触发器是 T 触发器。因此,考虑 T 触发器的以下 characteristic table 。
T Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
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,写下 JK 触发器在当前状态和下一个状态值的每个组合下的激励值。下表显示了 T 触发器的特性表以及 excitation inputs JK 触发器的特性表。
T Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
JK Flip-Flop Inputs |
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 |
从上表中,我们可以为每个输入写出 Boolean functions ,如下所示。
\mathrm{J \: = \: m_{2} \: + \: d_{1} \: + \: d_{3}}
\mathrm{K \: = \: m_{3} \: + \: d_{0} \: + \: d_{2}}
我们可以使用 2 个变量 K 图获取这些两个输入的简化表达式。J 和 K 的 k-Maps 如下所示。
于是,我们获得了 J = T 和 K = T(简化后)。T 触发器的 circuit diagram 如下图所示。
此电路仅由 JK 触发器组成。无需任何其他门。只需将同一输入 T 连接到 J 和 K。因此,整个电路有一个输入 T 和两个输出 Q(t) 和 Q(t)'。因此,它是一个 T flip-flop 。类似地,可以执行其他两个转换。
T Flip-Flop to other Flip-Flop Conversions
以下是 T 触发器到其他触发器的三种可能转换。
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T 触发器到 D 触发器
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T 触发器到 SR 触发器
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T 触发器到 JK 触发器
T Flip-Flop to D Flip-Flop conversion
在此,给定触发器是 T 触发器,所需触发器是 D 触发器。因此,考虑 D 触发器的特性表,并为当前状态和下一状态值中的每种组合写下 T 触发器的激发值。下表显示了 D 触发器的 characteristic table 以及 T 触发器的 excitation input 。
D Flip-Flop Input |
Present State |
Next State |
T Flip-Flop Input |
D |
Q(t) |
Q(t + 1) |
T |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
从上表中,我们可以直接写出 T 的布尔函数,如下所示。
\mathrm{T \: = \: D \: \oplus \: Q \left ( t \right )}
因此,我们需要一个双输入异或门以及 T 触发器。D 触发器的 circuit diagram 如下图所示。
此电路由 T 触发器和异或门组成。此异或门产生一个输出,即 D 和 Q(t) 的异或。因此,整个电路有一个输入 D 和两个输出 Q(t) 和 Q(t)'。因此,它是一个 D flip-flop 。类似地,可以执行其他两个转换。