反向器是一個簡單的器件，用一個繼電器就可以實現(xiàn)。當我們把反向器的輸出連接到輸入時，會發(fā)生什么呢？

當輸入為0時，輸出為1；輸出連接到輸入上，此時輸入又變成1，輸出值變成0；如此反復。需要特別指出的是，反向器實際上是一個繼電器，而繼電器從一個狀態(tài)轉換到另一個狀態(tài)是需要時間的。所以，即使輸入和輸出是相等的，輸出也會很快地改變，成為輸入的倒置（當然，隨即輸出也就改變了輸入，如此反復）。

這種電路稱為振蕩器（oscillator）。

振蕩器又常被稱為時鐘，因為它的輸出在0、1之間按固有的規(guī)律交替變化。

振蕩器從一個初始狀態(tài)經過一段時間又回到這個狀態(tài)；這個時間間隔定義為振蕩器的一個循環(huán)，又叫周期。如下圖所示

周期的倒數(shù)就是頻率，也就是每秒鐘振蕩器產生循環(huán)的次數(shù)。

第一個圖所示的連接方式叫做反饋，系統(tǒng)的輸出反饋給輸入。

下面看一個電路圖

上圖由兩個或非門組成。實際上這就是一個R-S觸發(fā)器。其真值表如下所示

S是置位，R是復位。當R為1時，Q為0，Q非為1；當S為1時，Q非為0，Q為1；當兩者都為0時，輸出狀態(tài)保持不變。兩者同時為1的情況是不允許存在的，一定要避免這種情況。

R-S觸發(fā)器的好處是可以記憶電路：Q的狀態(tài)反映了輸入端的狀態(tài)。例如此時S和R均為0,、Q為1，那我們就知道S之前為1，R為0。

但有時我們需要記憶功能更強大的電路，于是有了下面的電路。

其真值表為

當保持位為1時，它實際上就是一個R-S觸發(fā)器；當保持位為0時，置位和復位段數(shù)值無論是什么，對輸出都沒有影響。我們就可以控制輸出的記憶時間等。但我們需要兩個輸入，現(xiàn)在有三個。首先我們知道R-S觸發(fā)器兩個輸入端不能同時為1；而且兩個輸入端同時為0，也沒有意義，因為保持位為0已經包含這種情況。因此將電路圖改為以下形式

當保持位為1時，Q反映了數(shù)據(jù)端的數(shù)值，數(shù)據(jù)端就相當于置位。當保持位為0時，輸入端對輸出端沒有任何影響。此時R-S觸發(fā)器處于記憶狀態(tài)。

這個電路又叫電平觸發(fā)的D型觸發(fā)器，電平觸發(fā)是指當數(shù)據(jù)端電平為1或者為0時就會影響輸出。D代表輸入端（數(shù)據(jù)端），其真值表如下

這個電路也叫D鎖存器，實際上就是1位存儲器，多個1位存儲器可以構成多位存儲器。

由以上內容可知，每個鎖存器包括兩個或非門、兩個與門和一個反向器。

對某些應用而言，上面的電平觸發(fā)器就夠用了，但對另外一些來說，邊沿觸發(fā)器則更有效。對于邊沿觸發(fā)器，只有當電平從0->1或者從1->0時數(shù)據(jù)才會改變。邊沿觸發(fā)器可以由兩級R-S觸發(fā)器連接而成，如下所示

上面的電路在上升沿觸發(fā)，下面分析一下。這里時鐘同時控制著第一級和第二級R-S觸發(fā)器。進一步分析，假設初始狀態(tài)數(shù)據(jù)和時鐘均為0，Q也為0。現(xiàn)在數(shù)據(jù)端變?yōu)?，此時第一級觸發(fā)器的輸出變?yōu)?，但是由于時鐘為0，此時第一級觸發(fā)器的輸出對第二級觸發(fā)器沒有影響。然后，時鐘從0變?yōu)?。在時鐘從0->1的瞬間，第一級的輸入對第二級的輸出產生影響，使Q的值變?yōu)?；也就是上升沿觸發(fā)。此時時鐘為1，數(shù)據(jù)端的改變對第一級也不會有影響。邊沿D觸發(fā)器的真值表如下所示

符號為，其中小三角表示邊沿觸發(fā)。

回到本文開始的振蕩器，現(xiàn)在將振蕩器和上面的邊沿D觸發(fā)器連在一起

反饋接著反饋。假設初始狀態(tài)時鐘為0，Q也為0，Q非為1。當時鐘從0變?yōu)?，Q輸出與D相同，也就是Q非，值為1，Q非變?yōu)?，也就是D此時也變?yōu)?，此時時鐘為1。

當時鐘從1變?yōu)?時，由于是上升沿觸發(fā)，此時對輸出沒有影響，時鐘變?yōu)?。現(xiàn)在時鐘再次從0變?yōu)?，由于此時D為0，所以Q變?yōu)?，Q非變?yōu)?，D變?yōu)?。如此反復。過程如下圖

整個過程用下圖也可以說明

這種電路稱為分頻器，可以看出輸出Q的頻率是時鐘的一半。我們現(xiàn)在將三個這樣的分頻器連在一起

然后在輸出的信號上標上0和1,

將上圖順時針旋轉90度，然后把每一行0和1連起來，就會發(fā)現(xiàn)，他們分別對應了0000-1111這16個二進制數(shù)。將輸出Q1、Q2和Q3逆序連起來就組成了一個三位計數(shù)器。在時鐘的每個上升沿這個計數(shù)器就會加1。

將8個這樣的邊沿D觸發(fā)器連在一起就組成一個8位的計數(shù)器。稱為“8位行波計數(shù)器”。這樣我們就擁有了一個8位計數(shù)器。
編輯：hfy