d触发器原理

维持阻塞D触发器
1 维持阻塞D触发器的电路结构
维持阻塞D触发器的电路如图1所示。从电路的结构可以看出，它是在基本RS触发器的基础之上增加了四个逻辑门而构成的，C门的输出是基本RS触发器的置“0”通道，D门的输出是基本RS触发器的置“1”通道。C门和D门可以在控制时钟控制下，决定数据[D]是否能传输到基本RS触发器的输入端。E门将数据[D]以反变量形式送到C门的输入端，再经过F门将数据[D]以原变量形式送到D门的输入端。使数据[D]等待时钟到来后，通过C门D门，以实现置“0”或置“1”。




图1 维持阻塞D触发器 图2 触发器置“1”状态 图3 触发器置“0”状态

2 维持阻塞D触发器的工作原理
D触发器具有置“0”和置“1”的功能。
设Q=0、[D]=1，当CP来到后，触发器将置“1”，触发器各点的逻辑电平如图2所示。在执行置“1”操作时，C门输出高电平；D门输出低电平，此时应保证置“1”和禁止置“0”。为此，将D=0通过①线加到C门的输入端，保证C=1，从而禁止置“0”。同时D=0通过②线加到F门的输入端，保证F=1，与CP=1共同保证D=0，从而维持置“1”，。置“0”过程与此类似。设Q=1、[D]=0，当CP来到后，触发器将置“0”。在执行置“0”操作时，C门输出低电平，此时应保证置“0”和禁止置“1”。为此，将C=0通过④线加到E门的输入端，保证E=1，从而保证C=0，维持置“0”。同时E=1通过③线加到F门的输入端，保证F=0，从而使D=1，禁止置“1”。以上过程见图1。
电路图中的②线或④线都是分别加在置“1”通道或置“0”通道的同一侧，起到维持置“1”或维持置“0”的作用；①线和③线都是加在另一侧通道上，起阻塞置“0”或置“1”作用。所以①线称为置“0”阻塞线，②线是置“1”维持线，③线称为置“1”阻塞线，④线是置“0”维持线。从电路结构上看，加于置“1”通道或置“0”通道同侧的是维持线，加到另一侧的是阻塞线，只要把电路的结构搞清楚，采用正确的分析方法，就不难理解电路的工作原理。
根据对工作原理的分析，可以看出，维持阻塞D触发器是在时钟上升沿来到时开始翻转的。我们称使触发器发生翻转的时钟边沿为动作沿。
图4是带有异步清零和预置端的完整的维持阻塞D触发器的电路图。这个触发器的直接置“0”和直接置“1”功能无论是在时钟的低电平期间，还是在时钟的高电平期间都可以正确执行。 图5 是D触发器的逻辑符号，从图5(a) 可看出CP是上升沿有效，当然，D触发器还有CP下降沿有效的，如图5(b)所示。





(a) (b)
图4 维持阻塞D触发器 图5 维持阻塞D触发器逻辑符号
3特征表和特征方程


表4.3为D触发器的特征表，特征表就是Qn将也作为真值表的输入变量，而Qn + 1为输出，此时的真值表称为特征表。有特征表可得特征方程：Qn+1=D
4 状态转换图和时序图
维持阻塞D触发器的状态转换图如图6所示， 图(a)为状态转换图，图(b)为时序图。　





(a) (b)
图6 D触发器的状态转换图和时序图

5 边沿集成D触发器
1．TTL集成D触发器
图7所示是TTL边沿D触发器7474的引出端功能图。7474中集成了两个触发器单元，他们都是CP上升沿触发的边沿D触发器，异步输入端Rd、Sd低电平有效。
2．CMOS集成D触发器
图8所示是CMOS边沿D触发器CC4013的引出端功能图。CC4013中集成了两个触发器单元，他们都是CP上升沿触发的边沿D触发器，异步输入端Rd、Sd高电平有效，即Rd = 1触发器复位到0，Sd = 1触发器置位到1。



图7 7474的引出端功能图 图8 CC4013的引出端功能图