7、边沿触发-D型触发器

<6>提到了水平触发的D型触发器,它的特点就是在时钟为低电平的时候,数据输入是无效的,只有当时钟为高电平I的时候,数据的输入才会输出到Q。

有时候,需要另外一种触发方式,即边缘触发。对边沿触发器而言,只有当时钟从0跳变到1时,才会引起输出的改变。边沿触发的D型触发器,它由两级R-S触发器按如下方式连接而成。

时钟端的输入既控制着第一级R-S触发器,也控制着第二级,但是要注意的是时钟信号在第一级中进行了取反操作,这意味着除了当时钟信号为0时保存数据外,第一级R-S触发器和D型触发器工作原理完全一致。

进一步分析:

1、非工作状态下,其数据和时钟输入均为0,且Q的输出也为0

2、使数据端输入1,则改变了第一级触发器的状态,因为时钟输入取反变为1。

      但是第二级触发器状态保持不变,因为时钟输入仍然为0。

3、现在把时钟输入变为1,这就引起了第二级触发器输出的改变,使Q输出变为1。

      不同点在于,无论数据端输入发生何种变化都不会影响Q的输出。

因此,只有在时钟输入从0变为1的瞬间,Q的输出才发生改变。

因此,它的真值表表示为如下(向上箭头表示从0变为1,称之为正跳变。反之就是负跳变):

它的符号如下所示,小三角符号表示触发器是边沿触发。

下面展示一下使用边沿D型触发器的电路,回想前面提到的振荡器,它总是周期的输出0和1变化。把振荡器的输出作为边沿D型触发器的时钟输入,而触发器的<Q反>输出又作为自己的数据端输入,电路图如下所示:

电路刚启动的时候,假设时钟的输入等于0且Q的输出也为0,那么Q反的输出则为1,而Q反是和D端输入相连接的。

当时钟从0变为1,Q的输出则与D的输入相同

现在时钟输入为1,如下表所示:

当时钟输入变为0,不会影响到输出,如下表所示:

现在时钟又变为1。由于D的输入为0,那么Q输出为0,且Q反输出为1。

所以D的输入也变为1,如下表所示:

以上的现象可以简单的总结为:每当时钟输入由0变为1时,Q端输出就会发生变化。下面的时序图可以更加清楚的说明这个问题。

如果这个振荡器的频率是20Hz(即20个周期的时间为1秒),那么Q的输出频率为它的一半,即10Hz。由于这个原因,这种电路称之为分频器,它的Q反输出反馈到触发器的数据端输入D。

当然,分频器的输出可以作为另外一个分频器的clk输入,并再一次进行分频。下面是三个分频器连接在一起的示意图:

上面顶部4个信号变化规律如下图所示。

这只是给出其中一部分,因为这个电路会重复上述过程周而复始地变化下去。如果在这幅图标上0和1的值,则会是如下:

如果把该图顺时针旋转90度,然后从左往右记录下每一行的4位数字,则会如下表所示:

可以看到,该电路具备有计数功能。把这8个触发器连接到一起,然后放入到一个盒子里面,构成一个8位计数器。

每一个触发器的输出都是下一个触发器的时钟输入,这种必然会有一定的延时,更先进的计数器是“并行(同步)计数器”,这种计数器的所有输出是在同一时刻改变的。

随着触发器功能的增加,它的结构也变得更加复杂,下面给出一个带有预置和清零功能的边沿性D触发器。

它的真值表如下所示,当预置和清零都为0时候,它就是普通的边沿D触发器。

电路图符号如下所示:

以上,就是边沿D型触发器。

发布了21 篇原创文章 · 获赞 1 · 访问量 6088

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/darling54454/article/details/105082955