一、D觸發(fā)器原理

D觸發(fā)器(data flip-flop)也稱(chēng)為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器，由六個(gè)與非門(mén)組成，其電路圖及其邏輯符號(hào)如下圖所示。其中G1和G2構(gòu)成基本的RS觸發(fā)器，G3和G4構(gòu)成時(shí)鐘控制電路，G5和G6組成數(shù)據(jù)輸入電路。

二、D觸發(fā)器原理- -鐘控D觸發(fā)器

在分析維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器的工作原理之前，讓我們先來(lái)看看 R0的復(fù)位功能 、S0的置位功能是如何實(shí)現(xiàn)的吧。

電路中的 R0、S0端分別完成復(fù)位功能和置位功能，均為低電平有效，即R0=0、S0=1 時(shí)，不論輸入數(shù)據(jù)D處于什么狀態(tài)，其輸出端都為Q0=0，Q0非=1 ，即觸發(fā)器清0;而當(dāng) R0=1、S0=0時(shí)，不論輸入數(shù)據(jù)D處于什么狀態(tài)，其輸出端都為Q0=1，Q0非=0，即觸發(fā)器置1。由于 R0和S0分別為直接復(fù)位端和置位端，在分析D觸發(fā)器工作原理時(shí)均視為高電平，以保證不影響電路工作。具體工作原理如下：

(1)當(dāng) 時(shí)，G2輸出端為1，即 ;與此同時(shí)， 的低電平到達(dá)G6的輸入端，使得G6輸出端為1，G5輸出端為0，G3輸出端為1，此時(shí)G1的三個(gè)輸入都為高電平，從而導(dǎo)致其輸出端為低電平，即Q=0。完成了觸發(fā)器復(fù)位的功能。

(2)當(dāng) 時(shí)，G1的輸出端為1，即Q=1;與此同時(shí)， 的低電平到達(dá)G5的輸入端，使得G5輸出端為1，當(dāng)CP=1時(shí)，G3輸出端為0，G4輸出端為1，此時(shí)G2的三個(gè)輸入都為高電平，從而導(dǎo)致其暑促段為低電平，即 。完成了觸發(fā)器置位的功能。

三、D觸發(fā)器原理- -邊沿D觸發(fā)器

根據(jù)以上對(duì)鐘控觸發(fā)器的分析可知， R0的復(fù)位功能和 S0的置位功能與CP信號(hào)無(wú)關(guān)，均為低電平時(shí)有效，而當(dāng) R0、S0 均為高電平時(shí)，輸出端狀態(tài)取決于輸入端D，其工作原理如下：

(1)在D=0前提下，G6輸出端為1。當(dāng)CP=0時(shí)，G3、G4輸出端都為1，G5輸出端為0，使得G3輸出端恒為1，保持不變;當(dāng)CP由0變?yōu)?時(shí)，G3保持輸出端為1，G4輸出端變?yōu)?，從而導(dǎo)致 ，而G4輸出端連接到G6的輸入端，使得G6輸出端恒為1，在改變D時(shí)也保持不變。故將G4到G6的連接線稱(chēng)為置0維持線，故將G3到G4的連接線稱(chēng)為置0阻塞線。

(2)在D=1前提下，當(dāng)CP=0時(shí)，G3、G4輸出端都為1，G6輸出端為0，使得G4、G5輸出端恒為1，保持不變;當(dāng)CP由0變?yōu)?時(shí)，G3輸出端變?yōu)?，從而導(dǎo)致 ，而G3的輸出端連接到G5的輸入端，使得G5輸出端恒為1，在改變D時(shí)也保持不變。故將G3到G5的連接線稱(chēng)為置1維持線，G5到G6的連接線稱(chēng)為置1阻塞線。

根據(jù)以上分析可知，該邊沿觸發(fā)器的特性方程為 。由于采用了維持阻塞的結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CP的上升沿到來(lái)時(shí)，將D的數(shù)據(jù)送到輸出端，具有邊沿觸發(fā)的特性，而在CP信號(hào)上升沿之后，即使D的數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，輸出端也不會(huì)發(fā)生改變。

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