Mulitisim10 仿真RS触发器的不定状态的教学体会

陈伏华

摘要：运用Mulitisim软件分析RS触发器的特性表对应的四种工作状态，更好地验证RS触发器不定状态的产生过程。

关键词：Mulitisim10 仿真，RS触发器，不定状态。

中图分类号：TN79文献标志码：A文章编号：2095-9214（2015）06-0162-02

触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。而所有的触发器均是从基本RS触发器演变而来，讲时序逻辑电路的第一课就是从RS触发器开讲。触发器的特性可用特性表及特征方程描述。不管是特性表还是特征方程，均会提到SD，RD若同时出现为零的状况，RS触发器会出现不定状态1的情形。由于受实验仪器的约束，不能通过实验对RS触发器的输出波形进行验证。信号发生器也不能同时产生多路的同步信号，双踪示波器也无法同时观察两路输入及两路输出的波形。运用Mulitisim软件仿真就可解决上述问题。

一、基本RS触发器的结构及工作原理

由两个二输入的与非门就可组成基本RS触发器，将两个与非门的输出相互接回另一个与非门的输入，这样就可组成RS触发器。如图1示，图（a）是结构图，而图（b）是电路图符号。

二、Multisim10仿真RS触发器的工作过程

RS触发器的不定状态让学生难理解，由于受实验仪器的约束，不能通过实验对RS触发器的输出波形进行验证。信号发生器也不能同时产生多路的同步信号，双踪示波器也无法同时观察两路输入及两路输出的波形。而Multisim10仿真RS触发器的工作原理，可形象直观描述基本触发器置发器置0，置1的过程，还可仿真不定状态产生的过程。其仿真的过程如下：

1.首先建立仿真电路。信号发生器采用Multisim10软件里虚拟仪器的字发生器，字发生器可同时产生32路输出信号，故字发生器有0-31号的32个输出脚，对应0-31位的二进制信号输出。而32路信号均是可根据用户的需要而任意设定的。在这RS触发器电路里，因为只需要R、S的两路输入信号，故只需要设定低2位的信号送给触发器的输入端。观察并测量信号则采Multisim10软件里虚拟仪器的四通道示波器，可同时观察两路输入與输出。而RS触发器则采用Multisim10元件库里的74LS00D连接而成，故建立仿真电路如图示。

2.仿真。仿真前先要对字发生器的参数进行设置，双击字发生器，弹出对话框，设置参数如图3示，在这儿说明一下，字发生器的数据产生，要改成如图3所示的数据，首先要先点开字发生器的对话框下的“设置”，将数据保存成图片文档，然后再点“加载”将刚保存的图片数据加载进来。就可变成如图3所示的对话框。这组字的含义虽然是以十六进制的形式表示，如果转为二进制形式最低两位分别为00，01，10，11，00，11，01，这组二进数据分别转为高低电平送到了RS触发器的两端，即仿真了RS触发器的输入端各种不同的输入状态。然后，对数据进行数据起始位与数据最末位的设置，其它的设置如图3示就可以了。关于示波器的设置如图4就可以了。当四通道的信号会重叠时可调整Y的位置。接着就可打开仿真开关，点开字发生器的循环控制方式。示波器就会显示图4所示窗口的波形了。当然也可以用Step的方式将数据一个一个输入，让波形一步一步显示出来。

对于图4所示的波形，即RS由11经00再变成11时，触发器的输出端就出现了一系列1与0跳变的脉宽很窄的矩形脉冲。这就是不定状态。只要RS触发器的两端的高电平不消失，触发器的输出端就维持不定状态的矩形脉冲。

三、总结

经过仿真验证了RS触发器的SD，RD四种输入即00，01，10，11状态下，触发器的输出情况。也解除了不定状态下的疑惑。

（作者单位：广东省华立技师学院）

参考文献：

[1]《数字电子技术基础》，清华大学电子学教研组阎石主编，高等教育出版社，2006年5月第5版，书号ISBN978-7-04-019383-1。

[2]《Multisim 10电路仿真及应用》，张新喜、许军等主编。机械工业出版社。书号ISBN978-7-111-29306-4。