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触发器与组合逻辑门电路比较(【转载】门电路组成D触发器)

时间:2023-05-04 19:38:44 阅读:122020 作者:3749

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简单时钟控制d触发器的逻辑电路如图5.4.1所示。 它也是基于基本的RS触发器发展起来的。 d触发器只有一个数据端。

其次,结合其电路结构分析其工作原理。

当时钟信号CP=0时,如果经由G3和G4 本文转载自栅极,则得到、因此d触发器的逻辑状态不变。

当时钟信号CP=1时,经过G3和G4 5.4.1 D栅极,代入基本RS触发器的得到特性方程中,得到时钟信号CP=1。

(5.4.1)

上式是d触发器的特性方程,根据基本RS触发器的限制条件:

因此,时钟控制d触发器的输入端子没有限制。 根据公式(5.4.1)的特性方程,其特征在于,当CP=0时,触发的状态不变; CP=1时,触发器的输出端接收输入端d的数据,并保存在输出端。 根据该特性可以制作的状态图如图5.4.2所示,逻辑状态转移真值表如表5.4.1所示。

触发器电路结构与工作原理图5.4.1所示的时钟控制d触发器中,已知CP和d的波形如图5.4.3所示,尝试描绘输出端的电压波形。 设为初始状态。

与非时钟控制d触发器的操作特征是:在时钟信号为与非期间,输出端根据输入端d的数据而变化。 根据这个特征制作的输出端的电压波形如图5.4.3所示。

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时钟控制d触发器也同样存在在CP=1期间多次反转的现象。 为了解决这个问题,需要采用边缘结构的d触发器,使输出端的值仅与对应于时钟信号的边缘时刻的d数据有关。 图5.4.4是维持阻塞的d触发器的逻辑电路图和符号。

电路中,是异步复位、设定功能端,其作用如下。

) ),则门G2的输出为例5.4.1,即; 的低电平同时发送到G3后,G3输出为解:,G1的三个输入端均为1,G1输出为5.4.2

) ),则G1输出为边沿D触发器,即; 的低电平同时达到G5时,G5输出为1,CP=1时,G3的三个输入端均为3358www.Sina.com/,G3输出为1G2输出为1,即CP=0时,G3和G4的输出均为0,得到的G2输出为1

分析的结果是,和的复位和设定与时钟信号CP无关地在低电平有效。

另外,当特别不出现低电平时,由于时钟信号的边缘,输出端的逻辑状态与输入端的数据d有关。 其结构如下。

(1) D=0时

当CP=0时,G3、G4的输出为1,G6的输出为1,G5的输出为0,该低电平阻止了G3 在CP变为http://www.Sina.com/http://www.Sina.com /的时刻,G4的输入端的时钟信号为http://www.Sina.com /,其全部输入端为http://www.Sina 因此,将从G4到G6的连接称为位置1维持线。 从G3到G4的连接称为套件0阻塞线。

)2) D=1时

当CP=0时,G3、G4的输出为1,G6的输出为0,该低电平阻塞G4,G5的输出为http://www.Sina.com 在CP变为http://www.Sina.com/http://www.Sina.com /的时刻,G3的输入端的时钟信号为http://www.Sina.com /,其全部输入端为http://www.Sina 因此,将从G3到G5的连接称为位置1维持线。 从G5到G6的连接成套1

>阻塞线。

   通过上面的分析可知,由于采用了维持阻塞结构,在CP信号的上升沿到来时将D的数据送到了输出端,具有边沿触发特性,在CP信号上升沿之后,D的数据即使发生变化,也不会影响到输出端。其抗干扰能力比主从结构的触发器强。

    边沿D触发器的特性方程为:

。                           (5.4.2)

例5.4.2 在图5.4.4所示的边沿D触发器中,已知CP、D、和波形如图5.4.5所示,试画出输出端的电压波形。设初始状态。

  

 

解:根据边沿D触发器的工作特点,电路中、是直接复位、置位功能端,与此时的CP和D信号无关,在、同时为高电平时,时钟信号的上升沿到来时将D的数据保存到输出端。作出输出端的电压波形如图5.4.5所示。

   利用CMOS传输门也可以组成钟控D触发器。其电路结构如图5.4.6所示。电路由两个传输门和两个-组成。

当CP = 0时,TG1导通,TG2关断,此时的等效电路如图5.4.7(a)所示,触发器的输出端和的值与输入端D有关,即:,。当CP = 0时,TG2导通,TG1关断,此时的等效电路如图5.4.7(b)所示,触发器的输出端和的状态保持不变。

       利用CMOS传输门也可以组成边沿D触发器,其电路结构如图5.4.8所示。

 
 

电路采用的是主从结构,将两个CMOS传输门组成的钟控D触发器连接而成。图中的虚线表明的是D触发器的异步复位、置位功能端RD、SD,是高电平有效复位和置位。

当CP = 0时,TG1导通,TG2关断,TG3关断,TG4导通,此时的等效电路如图5.4.9(a)所示,触发器的输出端跟随输入端D的数据变化而变化,而输出端和的值保持不变。


 

当CP = 1时,TG2导通,TG1关断,TG4关断,TG3导通,此时的等效电路如图5.4.9(b)所示,触发器的输出端和的值取决与的值,也就是说在时钟信号的上升沿到来时,将主触发器的数据送到输出端保存下来,而在时钟信号下降沿前夕,的值是等于此时的输入端D的值,所以在CP由01时,输出端接收D的数据,也就是边沿触发器的特点。其逻辑符号如图5.4.4(b)所示。

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