d触发器,d触发器是什么意思
边沿d 触发器:
电平触发的主从触发器工作时,必须在正跳沿前加入输入信号。如果在cp 高电平期间输入端出现干扰信号,那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在cp 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样,输入端受干扰的时间大大缩短,受干扰的可能性就降低了。边沿d触发器也称为维持-阻塞边沿d触发器。
电路结构: 该触发器由6个与非门组成,其中g1和g2构成基本rs触发器。
工作原理:
sd 和rd 接至基本rs 触发器的输入端,它们分别是预置和清零端,低电平有效。当sd=0且rd=1时,不论输入端d为何种状态,都会使q=1,q非=0,即触发器置1;当sd=1且rd=0时,触发器的状态为0,sd和rd通常又称为直接置1和置0端。我们设它们均已加入了高电平,不影响电路的工作。工作过程如下:
1.cp=0时,与非门g3和g4封锁,其输出q3=q4=1,触发器的状态不变。同时,由于q3至q5和q4至q6的反馈信号将这两个门打开,因此可接收输入信号d,q5=d非,q6=q5非=d。
2.当cp由0变1时触发器翻转。这时g3和g4打开,它们的输入q3和q4的状态由g5和g6的输出状态决定。q3=q5非=d,q4=q6非=d非。由基本rs触发器的逻辑功能可知,q=q3=d。
3.触发器翻转后,在cp=1时输入信号被封锁。这是因为g3和g4打开后,它们的输出q3和q4的状态是互补的,即必定有一个是0,若q3为0,则经g3输出至g5输入的反馈线将g5封锁,即封锁了d通往基本rs 触发器的路径;该反馈线起到了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。q4为0时,将g3和g6封锁,d端通往基本rs触发器的路径也被封锁。q4输出端至g6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用,称作置1维持线;q4输出至g3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。因此,该触发器常称为维持-阻塞触发器。总之,该触发器是在cp正跳沿前接受输入信号,正跳沿时触发翻转,正跳沿后输入即被封锁,三步都是在正跳沿后完成,所以有边沿触发器之称。与主从触发器相比,同工艺的边沿触发器有更强的抗干扰能力和更高的工作速度。功能描述
1.特征表
2.特征方程 qn+1=d
3.时序图
脉冲特性:
1.建立时间:由图7.8.4维持阻塞触发器的电路可见,由于cp信号是加到门g3和g4上的,因而在cp上升沿到达之前门g5和g6输出端的状态必须稳定地建立起来。输入信号到达d端以后,要经过一级门电路的传输延迟时间g5的输出状态才能建立起来,而g6的输出状态需要经过两级门电路的传输延迟时间才能建立,因此d端的输入信号必须先于cp的上升沿到达,而且建立时间应满足: tset≥2tpd。
2.保持时间:由图7.8.1可知,为实现边沿触发,应保证cp=1期间门g5的输出状态不变,不受d端状态变化的影响。为此,在d=0的情况下,当cp上升沿到达以后还要等门g3输出的低电平返回到门g5的输入端以后,d端的低电平才允许改变。因此输入低电平信号的保持时间为thl≥tpd。在 d=1的情况下,由于cp上升沿到达后g4的输出将g3封锁,所以不要求输入信号继续保持不变,故输入高电平信号的保持时间thh=0。
3.传输延迟时间:由图7.8.3不难推算出,从cp上升沿到达时开始计算,输出由高电平变为低电平的传输延迟时间tphl和由低电平变为高电平的传输延迟时间tplh分别是:tphl=3tpd tplh=2tpd
4.最高时钟频率:为保证由门g1~g4组成的同步rs触发器能可靠地翻转,cp高电平的持续时间应大于 tphl,所以时钟信号高电平的宽度twh应大于tphl。而为了在下一个cp上升沿到达之前确保门g5和g6新的输出电平得以稳定地建立,cp低电平的持续时间不应小于门g4的传输延迟时间和tset之和,即时钟信号低电平的宽度twl≥tset+tpd,因此得到:
最后说明一点,在实际集成触发器中,每个门传输时间是不同的,并且作了不同形式的简化,因此上面讨论的结果只是一些定性的物理概念。其真实参数由实验测定。
z 在考虑建立保持时间时,应该考虑时钟树向后偏斜的情况,在考虑建立时间时应该考虑时钟树向前偏斜的情况。在进行后仿真时,最大延迟用来检查建立时间,最小延时用来检查保持时间。
z 建立时间的约束和时钟周期有关,当系统在高频时钟下无法工作时,降低时钟频率就可以使系统完成工作。保持时间是一个和时钟周期无关的参数,如果设计不合理,使得布局布线工具无法布出高质量的时钟树,那么无论如何调整时钟频率也无法达到要求,只有对所设计系统作较大改动才有可能正常工作,导致设计效率大大降低。因此合理的设计系统的时序是提高设计质量的关键。在可编程器件中,时钟树的偏斜几乎可以不考虑,因此保持时间通常都是满足的。
使用vhdl语言设计d触发器
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity dflipflop is
port (d,c : in std_logic;
q : out std_logic);
end dflipflop;
architecture behavior of dflipflop is
begin
process( c )
begin
if c'event and c='1' then
q<=d;
end if;
end process;
end behavior;
使用verilog hdl语言实现d触发器(带r、s端)
//门级
module cfq(s,r,d,clk,q,qbar);
input s,r,d,clk;
output q,qbar;
wire na1,na2,na3,na4;
nand
nand1(na1,s,na4,na2),
nand2(na2,r,na1,clk),
nand3(na3,na2,clk,na4),
nand4(na4,na3,r,d),
nand5(q,s,na2,qbar),
nand6(qbar,q,r,na3);
endmodule
或
//行为级
module dff_rs_async(clk,r,s,d,q);
input clk,r,s,d;
output q;
reg q;
always@(posedge clk or posedge r or posedge s)
begin
if(r) q<=1'b0;
else if(s) q<=1'b1;
else q<=d;
end
endmodule
d触发器芯片有:
74hc74 74ls90 双d触发器74ls74
74ls364八d触发器(三态)
7474、74 h74、74f74、74als74、74l74、74ls74a、74s74、74hc73、74c74双d型正沿触发器(带预置和清除端)
74174、74ls174、74f174、74als174、74s174、74hc174、74c174 六d型触发器(带清除端)
74175、74ls175、74f175、74als175、74s175、74hc175、74c175 四d型触发器(带清除端)
74273、74ls273、74s273、74f273、74als273、74hc273 八d型触发器(带清除端)
74ls364 八d触发器(三态)
74ls377、74f377、74s3777 八d 触发器
74ls378、74f378、74s378、74hc378 六d 触发器
74ls379、74f379、74s379、74hc379八d 触发器
边沿d 触发器:
负跳沿触发的主从触发器工作时,必须在正跳沿前加入输入信号。如果在cp 高电平期间输入端出现干扰信号,那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在cp 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样,输入端受干扰的时间大大缩短,受干扰的可能性就降低了。边沿d触发器也称为维持-阻塞边沿d触发器。
电路结构: 该触发器由6个与非门组成,其中g1和g2构成基本rs触发器。
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