了解D触发器

　　触发器有称为双稳态多谐振荡器，是一种可以存储电路状态的电子元件，广泛用于运算器、计算器、存储器中。最简单的触发器便是RS触发器，相信大家都有所了解，今天在此基础上，我们了解一下D触发器。
　　下图为D触发器的逻辑符号。输入端由时钟信号端CP、数据信 号端D、反相复位端Rd和反相置位端Sd组成，Rd、Sd控制信号分别从方框小圆圈处输人，表示低电平控制信号有效。D触发器输出端由两个互为反相的Q端和Q端组成。
　　
　　下表为D触发器逻辑功能表。表中X表示信号电平高低任意，符号↑表示时钟脉冲信号由低电平上升为高电平的时刻，即时钟脉冲信号上跳沿到来之时。当cP端和D端输人信号任意时，若Sd=0、Rd=1，则Q=1，触发器处于置位状态；若Sd=1、Rd：0，则Q=0，触触发器为复位状态；若Sd=Rd=0，则Q=Q=1，触发器处于不定态。只有当Sd=Rd=1、CP端输入时钟脉冲信号上跳沿(↑)到来之时，触发器才处于工作状态，若D=1，触发器便翻转到Q=1的高电平状态，若D=0，则Q=0，也就是时钟脉冲上跳沿到来之时，触发器便翻转到与D端在那一时刻电平相同的状态。当时钟信号处于下降沿(↓)或低电平状态时，触发器保持上一一个时钟脉冲信号上跳沿到来之时触发器所翻转的状态，Q=Q和Q=Q的状态，与D端控制信号电平无关。
　　
　　下图为D触发器工作波形图。在时钟端CP第1个时钟脉冲信号上跳沿到来之时，触发器会发生翻转，其翻转的状态由D端信号电平高低来决定，此时D端为低电平，触发器还翻转在Q端为低电平、Q为高电平的状态。在2时刻，虽然D端所施加的数据信号由低电平跃升到高电平，但并不能使触发器发生翻转，直到t3时刻，也就是CP端第2个时钟脉冲信号上跳沿到来之时，触发器才发生翻转，由于上跳沿时刻之前D端为高电平，Q端翻转到高电平。在t3～t4时刻之间，尽管数据端D的信号已由高电平下跌到低电平，在t5时刻CP脉冲信号由高电平跌至低电平，但是D触发器始终处于保持状态，直到t6时刻第3个脉冲信号上跳沿到来之时，触发器才发生翻转，由于D端为低电平，D触发器翻转到低电平状态。
　　
　　下图为D触发器逻辑功能实验电路。接通电源开关SB1，D触发器各输入端开关都断开，触发器处于高电平状态，Q为高电平，红色发光二极管点亮。按下SB3，Rd端为低电平，D触发器被复位，输出端Q为低电平，红色发光二极管熄灭，Q端为高电平，绿色发光二极管点亮，松开SB3不影响触发器复位状态。按下SB4，Sd端为低电平，D触发器被置位，红色发光二极管点亮，绿色发光二极管熄灭，松开SB4不影响触发器置位状态。同时按下SB3和SB4，红色、绿色发光二极管一齐点亮，D触发器处于不定态，再按下或松开SB2或SB5控制开关，不影响D触发器不定态。当SB3、SB4断开，sd=Rd=1，D触发器处于保持态，这时发光二极管可以是红色亮、绿色灭，也可以是红色熄灭、绿色点亮两个稳态。当SB3、SB4断开，SB2闭合时，CP端接通VCC，CP端由低电平上升为高电平，产生一个上跳沿时钟脉冲信号，触发D触发器翻转，翻转后的状态由数据端D的电平来决定，若先前松开SB5，D=1，D触发器翻转后Q=1，红色发光二极管点亮；若先按下SB5，D=0，D触发器翻转后Q=1(Q=0)，绿色发光二极管点亮。
　　
　　普通的电路，以及常规的逻辑门都有一个共性，那就是输出直接依赖于输入，当输入消失的时候，输入也跟着不存在了。触发器不同，当它触发的时候，输出会发生变化。但是，当输入撤销之后，输出依然能够维持。
　　这就是说，触发器具有记忆能力。若干年后，当工程师想在计算机中保存一个比特时，他们想到了触发器。不过R-S触发器有两个输出，保存一个比特不需要这么多。
　　解决的办法是只留下一个输出Q，而Q'废弃不用（把它的引线剪掉）。这样，被保存的比特可以从Q端观察到，或者把它取走，引到别的地方使用。通过它，可以知道当前触发器保存的是什么，是0还是1。
　　
　　给R-S触发器安排两个门卫--这是两个与门，这两个门卫都归同一个经理管辖，这就是控制端CP：
　　
　　通常情况下CP=0，意思是现在不想保存数据。这时不管D上是什么，S和R都是0，根据之前R-S触发器的真值表，触发器将保持原有的内容不变。当要改变触发器中保存的内容时，CP的值必须为1，要是D=1，那么S=1而R=0，于是“1”就被保存到触发器里（Q=1）。
　　换句话说，CP=0时，谁也别想再进入触发器，触发器将一直维持刚才保存的比特不变。一个需要经理亲自护送才能保存比特的触发器称为D触发器。D触发器的符号：
　　
　　对于D触发器来说，控制端CP就好比是触发器公司的经理，当它出现的时候，才能表明来的人是安全的。不过CP通常是带有有效期的，它的有效期，就是CP=1的时间。当CP=1时，在它的持续时间，D触发器将会卖力工作，随时都会因为外来的比特变化而触发；一旦CP=0，就意味着过了有效期，触发器将不能保存新的比特。
　　如果从t0时刻开始，D端和CP端各自出现了下图所示的脉冲，那么，在t1时刻，触发器里保存的数据是0。
　　
　　很明显，在CP=1期间，只要D端的比特改变了，触发器就会随时触发。所以，你一定要把想保存的比特放到D端，稳住，等CP从0变到1，再从1变到0之后才能成功保存。
　　是否可不用观察CP的状态，我们需要一种新的触发器，它只会在CP脉冲从0变成1，或者从1变成0的瞬间才会触发。
　　关于D触发器就简单的介绍到这了，想要更加了解的同学，就要深入学习啦！阅读更多相关内容，欢迎登陆课课家教育！