什么是稳态
在理论物理中,稳态是指物理系统在某个外界条件下能够达到的、能够维持的状态。稳态具有以下特征:
系统的各种物理量随时间不变
系统的内部结构随时间不变
系统的初始条件对最终状态没有影响
在控制论中,稳态则是指系统的输出变量在一个长时间范围内呈现恒定值。当控制系统达到稳态时,它不再需要外部的控制信号干涉。因此,在控制系统设计中,实现稳态非常重要。
什么是触发器
触发器是指在特定时刻由输入信号触发产生输出信号的电子设备。在数字电路中,触发器通常是用来存储一个位元的状态值。
触发器根据其存储状态的不同,可以分为两类:“锁存器”和“触发器”。锁存器是一种存储器件,能够存储一组信号输入信息,而不改变输出状态。而触发器能够存储一位二进制的数值,并在接收到时钟信号时,在输出端输出这个状态。
SR 触发器
SR 触发器定义
SR 触发器是一种最简单的、最基本的触发器。SR 触发器可以用两个 NOR 门(或两个 NAND 门)实现。
SR 触发器的输入包括两个数据输入(S 和 R)和一个时钟输入(CK)。输出包括 Q 和 Q‘ 两个输出端口。
SR 触发器可以通过输入不同的 S/R 值,来完成特定的功能,如 SR 触发器可以实现锁存器(L),CLR 或置零器(C),SET 或置一器(S),以及 R-S 触发器。
SR 触发器特性
SR 触发器的稳态可以用不同的输入状态来描述。由于 SR 触发器的输入具有互斥性,因此 SR 触发器有以下四种稳态。
Q=0,Q‘=1,S=0,R=1
Q=1,Q‘=0,S=1,R=0
不稳定状态,S=1,R=1
无效状态,S=0,R=0
其中,第一种和第二种状态是合法的、可靠的稳态。第四种状态是一种无效状态,不会出现在实际电路中。第三种状态是一种不稳定状态,因为在这种状态下,两个输出端口的电平都为 1,无法区分输出状态。
SR 触发器的稳态表
SR 触发器的稳态可以表示为稳态表。稳态表是描述数字电路稳态的一种方法,用于描述直接输入互斥量、输出互斥量、内部状态等信息,直观地揭示电路的操作特性。
SR 触发器的稳态表如下所示:
S | R | Q | Q'
--+---+---+---
0 | 0 | Q | Q'
0 | 1 | 0 | 1
--+---+---+---
1 | 0 | 1 | 0
1 | 1 | ? | ? 不稳定状态
--+---+---+---