D触发器是一种数字电路元件,用于存储一个二进制位(0或1)的状态,并在时钟信号的控制下更新这个状态。下面是D触发器的基本工作原理:
基本结构
输入端:D(数据输入),用于接收要存储的数据。
时钟输入端:CLK(时钟信号),用于控制数据更新的时机。
输出端:Q(输出),显示当前存储的数据状态。
反馈端:Q'(输出反相),用于反馈输出状态以进行其他逻辑运算。
工作原理
当没有时钟信号(CLK为低电平)或时钟信号处于下降沿期间,D触发器的输出Q保持不变。
当时钟信号为高电平(上升沿)时,D触发器的输出Q会根据D输入的状态更新:
如果D为高电平,输出Q也为高电平。
如果D为低电平,输出Q变为低电平。
边沿触发D触发器
边沿触发D触发器在时钟信号的上升沿到来时更新输出状态。
它由三个SR NAND锁存器构成,其中输入级由两个锁存器组成,输出级由一个锁存器组成。
在时钟信号为低电平时,输入级的输出为高逻辑值,与数据输入值无关,因此前一个数据被存储起来。
在时钟信号为高电平时,输入级锁存的数据被传输到输出级,并作为新的输出值。
时序图
在CP(时钟脉冲)的前沿(正跳变从0到1)发生翻转,触发器的次态取决于CP脉冲上升沿到来之前D端的状态,即次态=D。
应用
D触发器广泛应用于数字电路设计中,用于实现各种时序逻辑和功能,如计数器、移位寄存器和状态机等。
以上是D触发器的基本原理。