《D觸發(fā)器原理-D觸發(fā)器電路圖》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《D觸發(fā)器原理-D觸發(fā)器電路圖(3頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、邊沿D 觸發(fā)器:
負(fù)跳沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時(shí),在正跳沿前加入輸入信號。如果在CP 高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號,那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯(cuò)。而邊沿觸發(fā)器允許在CP 觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣,輸入端受干擾的時(shí)間大大縮短,受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發(fā)器也稱為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器。
電路結(jié)構(gòu): 該觸發(fā)器由6個(gè)與非門組成,其中G1和G2構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。
D觸發(fā)器工作原理:
SD 和RD 接至基本RS 觸發(fā)器的輸入端,分別是預(yù)置和清零端,低電平有效。當(dāng)SD=0且RD=1時(shí),不論輸入端D為何種狀態(tài),都會使Q=1,Q=0,即觸發(fā)器置1;當(dāng)SD=1且RD
2、=0時(shí),觸發(fā)器的狀態(tài)為0,SD和RD通常又稱為直接置1和置0端。我們設(shè)它們均已加入了高電平,不影響電路的工作。工作過程如下:
1.CP=0時(shí),與非門G3和G4封鎖,其輸出Q3=Q4=1,觸發(fā)器的狀態(tài)不變。同時(shí),由于Q3至Q5和Q4至Q6的反饋信號將這兩個(gè)門打開,因此可接收輸入信號D,Q5=D,Q6=Q5=D。
2.當(dāng)CP由0變1時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。這時(shí)G3和G4打開,它們的輸入Q3和Q4的狀態(tài)由G5和G6的輸出狀態(tài)決定。Q3=Q5=D,Q4=Q6=D。由基本RS觸發(fā)器的邏輯功能可知,Q=D。
3.觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后,在CP=1時(shí)輸入信號被封鎖。這是因?yàn)镚3和G4打開后,它們的輸出Q3和Q4的狀
3、態(tài)是互補(bǔ)的,即必定有一個(gè)是0,若Q3為0,則經(jīng)G3輸出至G5輸入的反饋線將G5封鎖,即封鎖了D通往基本RS 觸發(fā)器的路徑;該反饋線起到了使觸發(fā)器維持在0狀態(tài)和阻止觸發(fā)器變?yōu)?狀態(tài)的作用,故該反饋線稱為置0維持線,置1阻塞線。Q4為0時(shí),將G3和G6封鎖,D端通往基本RS觸發(fā)器的路徑也被封鎖。Q4輸出端至G6反饋線起到使觸發(fā)器維持在1狀態(tài)的作用,稱作置1維持線;Q4輸出至G3輸入的反饋線起到阻止觸發(fā)器置0的作用,稱為置0阻塞線。因此,該觸發(fā)器常稱為維持-阻塞觸發(fā)器。總之,該觸發(fā)器是在CP正跳沿前接受輸入信號,正跳沿時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn),正跳沿后輸入即被封鎖,三步都是在正跳沿后完成,所以有邊沿觸發(fā)器之稱。與
4、主從觸發(fā)器相比,同工藝的邊沿觸發(fā)器有更強(qiáng)的抗干擾能力和更高的工作速度。功能描述
2.特征方程 Qn+1=D
3狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
脈沖特性:
1.建立時(shí)間:由下圖維持阻塞觸發(fā)器的電路可見,CP信號是加到門G3和G4上的,因而在CP上升沿到達(dá)之前門G5和G6輸出端的狀態(tài)必須穩(wěn)定地建立起來。輸入信號到達(dá)D端以后,要經(jīng)過一級門電路的傳輸延遲時(shí)間G5的輸出狀態(tài)才能建立起來,而G6的輸出狀態(tài)需要經(jīng)過兩級門電路的傳輸延遲時(shí)間才能建立,因此D端的輸入信號必須先于CP的上升沿到達(dá),而且建立時(shí)間應(yīng)滿足: tset≥2tpd。
2.保持時(shí)間:由下圖可知,為實(shí)現(xiàn)邊沿觸發(fā),應(yīng)保證CP=1期間門G6的
5、輸出狀態(tài)不變,不受D端狀態(tài)變化的影響。為此,在D=0的情況下,當(dāng)CP上升沿到達(dá)以后還要等門G4輸出的低電平返回到門G6的輸入端以后,D端的低電平才允許改變。因此輸入低電平信號的保持時(shí)間為tHL≥tpd。在 D=1的情況下,由于CP上升沿到達(dá)后G3的輸出將G4封鎖,所以不要求輸入信號繼續(xù)保持不變,故輸入高電平信號的保持時(shí)間tHH=0。
3.傳輸延遲時(shí)間:由圖工作波形圖不難推算出,從CP上升沿到達(dá)時(shí)開始計(jì)算,輸出由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時(shí)間tPHL和由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時(shí)間tPLH分別是:tPHL=3tpd tPLH=2tpd
維持和阻塞D觸發(fā)器的電路和動態(tài)波形
6、4.最高時(shí)鐘頻率:為保證由門G1~G4組成的同步RS觸發(fā)器能可靠地翻轉(zhuǎn),CP高電平的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于 tPHL,時(shí)鐘信號高電平的寬度tWH應(yīng)大于tPHL。而為了在下一個(gè)CP上升沿到達(dá)之前確保門G5和G6新的輸出 電平得以穩(wěn)定地建立,CP低電平的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于門G4的傳輸延遲時(shí)間和tset之和,即時(shí)鐘信號低電平的寬度tWL≥tset+tpd,因此得到:
在實(shí)際集成觸發(fā)器中,每個(gè)門傳輸時(shí)間是不同的,并且作了不同形式的簡化,因此上面討論的結(jié)果只是一些定性的物理概念。其真實(shí)參數(shù)由實(shí)驗(yàn)測定。
綜上所述,對邊沿D觸發(fā)器歸納為以下幾點(diǎn):
1.邊沿D觸發(fā)器具有接收并記憶信號的功能,又稱為鎖存器;
2.邊沿D觸發(fā)器屬于脈沖觸發(fā)方式;
3.邊沿D觸發(fā)器不存在約束條件和一次變化現(xiàn)象,抗干擾性能好,工作速度快