D觸發器

vvxz發表於2024-11-30

一、D觸發器原理

  D觸發器(data flip-flop)也稱為維持-阻塞邊沿D觸發器,由六個與非門組成,其電路圖及其邏輯符號如下圖所示。其中G1和G2構成基本的RS觸發器,G3和G4構成時鐘控制電路,G5和G6組成資料輸入電路。

二、D觸發器原理- -鍾控D觸發器

  在分析維持-阻塞邊沿D觸發器的工作原理之前,讓我們先來看看 R0的復位功能 、S0的置位功能是如何實現的吧。

  電路中的 R0、S0端分別完成復位功能和置位功能,均為低電平有效,即R0=0、S0=1 時,不論輸入資料D處於什麼狀態,其輸出端都為Q0=0,Q0非=1 ,即觸發器清0;而當 R0=1、S0=0時,不論輸入資料D處於什麼狀態,其輸出端都為Q0=1,Q0非=0,即觸發器置1 。由於 R0和S0分別為直接復位端和置位端,在分析D觸發器工作原理時均視為高電平,以保證不影響電路工作。具體工作原理如下:

  (1)當 時,G2輸出端為1,即 ;與此同時, 的低電平到達G6的輸入端,使得G6輸出端為1,G5輸出端為0,G3輸出端為1,此時G1的三個輸入都為高電平,從而導致其輸出端為低電平,即Q=0。完成了觸發器復位的功能。

  (2)當 時,G1的輸出端為1,即Q=1;與此同時, 的低電平到達G5的輸入端,使得G5輸出端為1,當CP=1時,G3輸出端為0,G4輸出端為1,此時G2的三個輸入都為高電平,從而導致其暑促段為低電平,即 。完成了觸發器置位的功能。

三、D觸發器原理- -邊沿D觸發器

  根據以上對鍾控觸發器的分析可知, R0的復位功能和 S0的置位功能與CP訊號無關,均為低電平時有效,而當 R0、S0 均為高電平時,輸出端狀態取決於輸入端D,其工作原理如下:

  (1)在D=0前提下,G6輸出端為1。當CP=0時,G3、G4輸出端都為1,G5輸出端為0,使得G3輸出端恆為1,保持不變;當CP由0變為1時,G3保持輸出端為1,G4輸出端變為0,從而導致 ,而G4輸出端連線到G6的輸入端,使得G6輸出端恆為1,在改變D時也保持不變。故將G4到G6的連線線稱為置0維持線,故將G3到G4的連線線稱為置0阻塞線。

  (2)在D=1前提下,當CP=0時,G3、G4輸出端都為1,G6輸出端為0,使得G4、G5輸出端恆為1,保持不變;當CP由0變為1時,G3輸出端變為0,從而導致 ,而G3的輸出端連線到G5的輸入端,使得G5輸出端恆為1,在改變D時也保持不變。故將G3到G5的連線線稱為置1維持線,G5到G6的連線線稱為置1阻塞線。

  根據以上分析可知,該邊沿觸發器的特性方程為 。由於採用了維持阻塞的結構,當時鍾訊號CP的上升沿到來時,將D的資料送到輸出端,具有邊沿觸發的特性,而在CP訊號上升沿之後,即使D的資料發生了改變,輸出端也不會發生改變。

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