Mulitisim10 仿真RS觸發器的不定狀態的教學體會

陳伏華

摘要：運用Mulitisim軟件分析RS觸發器的特性表對應的四種工作狀態，更好地驗證RS觸發器不定狀態的產生過程。

關鍵詞：Mulitisim10 仿真，RS觸發器，不定狀態。

中圖分類號：TN79文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2015）06-0162-02

觸發器是構成時序邏輯電路的基本單元。而所有的觸發器均是從基本RS觸發器演變而來，講時序邏輯電路的第一課就是從RS觸發器開講。觸發器的特性可用特性表及特征方程描述。不管是特性表還是特征方程，均會提到SD，RD若同時出現為零的狀況，RS觸發器會出現不定狀態1的情形。由于受實驗儀器的約束，不能通過實驗對RS觸發器的輸出波形進行驗證。信號發生器也不能同時產生多路的同步信號，雙蹤示波器也無法同時觀察兩路輸入及兩路輸出的波形。運用Mulitisim軟件仿真就可解決上述問題。

一、基本RS觸發器的結構及工作原理

由兩個二輸入的與非門就可組成基本RS觸發器，將兩個與非門的輸出相互接回另一個與非門的輸入，這樣就可組成RS觸發器。如圖1示，圖（a）是結構圖，而圖（b）是電路圖符號。

二、Multisim10仿真RS觸發器的工作過程

RS觸發器的不定狀態讓學生難理解，由于受實驗儀器的約束，不能通過實驗對RS觸發器的輸出波形進行驗證。信號發生器也不能同時產生多路的同步信號，雙蹤示波器也無法同時觀察兩路輸入及兩路輸出的波形。而Multisim10仿真RS觸發器的工作原理，可形象直觀描述基本觸發器置發器置0，置1的過程，還可仿真不定狀態產生的過程。其仿真的過程如下：

1.首先建立仿真電路。信號發生器采用Multisim10軟件里虛擬儀器的字發生器，字發生器可同時產生32路輸出信號，故字發生器有0-31號的32個輸出腳，對應0-31位的二進制信號輸出。而32路信號均是可根據用戶的需要而任意設定的。在這RS觸發器電路里，因為只需要R、S的兩路輸入信號，故只需要設定低2位的信號送給觸發器的輸入端。觀察并測量信號則采Multisim10軟件里虛擬儀器的四通道示波器，可同時觀察兩路輸入與輸出。而RS觸發器則采用Multisim10元件庫里的74LS00D連接而成，故建立仿真電路如圖示。

2.仿真。仿真前先要對字發生器的參數進行設置，雙擊字發生器，彈出對話框，設置參數如圖3示，在這兒說明一下，字發生器的數據產生，要改成如圖3所示的數據，首先要先點開字發生器的對話框下的“設置”，將數據保存成圖片文檔，然后再點“加載”將剛保存的圖片數據加載進來。就可變成如圖3所示的對話框。這組字的含義雖然是以十六進制的形式表示，如果轉為二進制形式最低兩位分別為00，01，10，11，00，11，01，這組二進數據分別轉為高低電平送到了RS觸發器的兩端，即仿真了RS觸發器的輸入端各種不同的輸入狀態。然后，對數據進行數據起始位與數據最末位的設置，其它的設置如圖3示就可以了。關于示波器的設置如圖4就可以了。當四通道的信號會重疊時可調整Y的位置。接著就可打開仿真開關，點開字發生器的循環控制方式。示波器就會顯示圖4所示窗口的波形了。當然也可以用Step的方式將數據一個一個輸入，讓波形一步一步顯示出來。

對于圖4所示的波形，即RS由11經00再變成11時，觸發器的輸出端就出現了一系列1與0跳變的脈寬很窄的矩形脈沖。這就是不定狀態。只要RS觸發器的兩端的高電平不消失，觸發器的輸出端就維持不定狀態的矩形脈沖。

三、總結

經過仿真驗證了RS觸發器的SD，RD四種輸入即00，01，10，11狀態下，觸發器的輸出情況。也解除了不定狀態下的疑惑。

（作者單位：廣東省華立技師學院）

參考文獻：

[1]《數字電子技術基礎》，清華大學電子學教研組閻石主編，高等教育出版社，2006年5月第5版，書號ISBN978-7-04-019383-1。

[2]《Multisim 10電路仿真及應用》，張新喜、許軍等主編。機械工業出版社。書號ISBN978-7-111-29306-4。