NAND Gate S-R 触发器

零件和材料

注意！ 4011 IC 是 CMOS，因此对静电敏感！尽管零件清单要求使用 10 段 LED 单元，但插图显示使用了两个单独的 LED。这是因为我的面包板上没有空间来安装开关组件、两个集成电路和条形图。

如果您的面包板上有空间，请随意使用零件清单中要求的条形图，以及之前的锁存电路所示。

交叉引用

电路课程 ，第 4 卷，第 3 章：“逻辑门”

电路课程 ，第 4 卷，第 10 章：“多谐振荡器”

学习目标

原理图

插图

说明

门控之间的唯一区别（或启用 ) 锁存器和触发器是只在上升沿或下降沿使能触发器边沿 “时钟”信号，而不是“高”使能信号的整个持续时间。

将启用的锁存器转换为触发器只需要在启用输入端添加一个“脉冲检测器”电路，以便时钟脉冲的边沿生成一个简短的“高”启用脉冲：

单个或非门和三个反相门通过利用多个级联门的传播延迟时间来产生这种效果。在这个实验中，我使用三个并联输入的 NOR 门来创建三个反相器，从而使用 4001 集成电路的所有四个 NOR 门：

通常，当使用 NOR 门作为反相器时，一个输入将接地，而另一个作为反相器输入，以最小化输入电容并提高速度。然而，在这里，希望响应缓慢，所以我将 NOR 输入并联来制作反相器，而不是使用更传统的方法。

请注意，这个特定的脉冲检测器电路会在每个下降沿产生一个“高”输出脉冲时钟（输入）信号。这意味着触发器电路应该只在中间开关从“on”移到“off”而不是从“off”移到“on”时才响应置位和复位输入状态。

但是，当您构建此电路时，您可能会发现在两者期间，输出都会响应 Set 和 Reset 输入信号时钟输入的转换，而不仅仅是当它从“高”状态切换到“低”状态时。

原因是接触反弹 :由于金属接触垫的弹性碰撞，机械开关在其触点首次闭合时快速接通和断开的效果。时钟开关在关闭时不会产生单一、干净的低到高信号转换，很可能会有几个低-高-低“循环”，因为接触垫在关闭到打开的驱动时“弹跳”。

由弹跳引起的第一个从高到低的转换将触发脉冲检测器电路，在那个时刻启用 S-R 锁存器，使其响应设置和复位输入。当然，理想情况下，开关是完美的且无反弹。然而，在现实世界中，触点弹跳是由开关输入操作的数字门电路的一个非常普遍的问题，如果要克服它，必须很好地理解。

相关工作表：

NAND Gate S-R 使能锁存 LED 定序器

工业技术