D触发器及其应用说课讲解

实验四双D触发器及其应用一、实验目的(1)熟悉基本D触发器的功能测试。

(2)熟悉脉冲同步和异步时的电路的不同分析方式。

(3)熟悉触发器的实际应用。

二、实验设备(1)数字电路试验箱(2)函数发生器(3)示波器(4)74LS00 一片(5)74LS74 一片(6)导线若干三、实验内容(1)用D触发器构成四分频器。

a、用示波器调节出1kHz，5Vcc，偏移量为2.5的方波，并用示波器检验；b、四分频的一个真值表：c 、 实现功能的电路图如下，在CP1端加入方波，用示波器的CH1接CP1，CH2接Q2，观察并记录波形；d 、e 、f 、g 、h 、i 、j 、(2) 设计电路实现如下CP 脉冲时输出如F 示：CPFa 、 列出实现功能的状态转化真值表：b 、 用异步触发器实现如下，在CP1端加入方波，用示波器的CH1接CP1，CH2接F=Q1•Q2•CP ，观察并记录波形；c 、 由a 中的真值表分析得知：'F =21n n Q Q ∙1212n n Q Q D +==1121n n Q Q D +=='F F CP =∙↑四、 实验结果记录及分析(1) 用示波器调出的波形如下图所示：分析：在实验前我们成功调出了1kHz，5Vcc，偏移量为2.5Vcc 的方波，对我们实验的后续实验的意义十分重大。

(2)用D触发器构成四分频器的结果如下图所示：分析：本实验我们只是用一个D触发器实现了对方波信号的四分频，结果与实际相符合表明实验室成功的。

(3)实现F的结果如下图所示：分析：本实验我们采用两种方式来实现：a、用异步电路实现的时候我们使用了一个D触发器和四个与非门实现了信号F的输出，实验结果正确。

b、用同步电路实现的时候我们使用了一个D触发器和四个与非门实现了信号F的输出，实验结果正确。

五、实验故障记录情况本次试验进行的比较顺利，没有出现什么故障。

六、心得体会这次实验中，我们主要使用D触发器实现功能，实现了四分频和(2)题中的要求，在应用中学习到了D触发器的应用并了解了其结构，加深了数电课堂上对D触发器的理解。

第11章03节主从JK触发器教学设计新课学习一、JK触发器识读JK触发器的逻辑图JK触发器性能比R-S触发器更完善、更优良、消除了空翻现象，又克服了R-S触发器状态不定的问题，所以应用广泛。

能够写出JK触发器的逻辑符号。

1、JK触发器的电路组说明：该触发器是CP下降沿(负脉冲)触发有效(有小圆圈)。

2、逻辑功能设触发器始态为Q0，1DD==SR(悬空)。

当J K1时，nnQQ=+1；当J=K=0时，Q n + 1=Q n；当J=1、K=0时Q n + 1=1；当J=0、K=1时，01=+nQ3、真值表JK触发器真值表J K 1+n Q0 0 n Q1 1nQ0 1 01 0 14、波形图边沿触发器：触发器状态只取决于CP上升（或下降）沿时刻的输入信号状态(例如：J端或K端电平)的触发器。

三、总结学生回答学生观察学生讨论教师点拨师生互动播放课件教师提问学生总结学生列表教师讲授学生讨论15分钟10分钟二、D触发器D触发器是由JK触发器转换而成，如图所示。

1.D触发器结构和符号把JK触发器K端接一反向器后接J 连在一起，构成D触发器。

2.D触发器工作原理无论触发器原态是“0”还是“1”. （1）当D=0（J=0，K=1）在CP下降沿到来时，触发器书出状态为“0”，即Q n+1=0（2）当D=1（J=1，K=0）在CP下降沿到来时，触发器书出状态为“1”，即Q n+1=1.真值表与波形图如图所示（3）特性方程：Q n+1=D 1、JK触发器的逻辑符号和功能（Q初态为0）D触发器电路D触发器逻辑符号D触发器真值表D Q n+1逻辑功能0 0 置“0”1 1 置“1”D触发器波形学生讨论教师点拨师生互动。

d触发器课课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握D触发器的工作原理、真值表和时序图，并能够运用D触发器进行简单的数字电路设计。

1.了解D触发器的定义和作用；2.掌握D触发器的真值表和时序图；3.掌握D触发器的输入输出关系；4.了解D触发器在数字电路中的应用。

5.能够运用D触发器设计简单的数字电路；6.能够分析D触发器在不同输入信号下的输出状态；7.能够利用D触发器实现简单的逻辑功能。

情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识，学会与他人共同解决问题；2.培养学生对数字电路的兴趣，激发学生继续学习的心态；3.培养学生对科学研究的热情，提高学生的创新意识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括D触发器的原理、真值表、时序图以及应用。

1.D触发器的原理：介绍D触发器的结构和工作原理，让学生了解D触发器的基本功能和特点。

2.D触发器的真值表：讲解D触发器的真值表，使学生能够掌握D触发器在不同输入信号下的输出状态。

3.D触发器的时序图：通过时序图，让学生了解D触发器的工作过程，以及输入信号和输出信号之间的关系。

4.D触发器的应用：介绍D触发器在数字电路中的应用，例如用D触发器实现计数器、寄存器等。

5.课堂练习：通过实际案例，让学生运用D触发器设计简单的数字电路，巩固所学知识。

三、教学方法本节课采用讲授法、讨论法和实验法相结合的教学方法。

1.讲授法：教师讲解D触发器的原理、真值表和时序图，引导学生掌握基本概念。

2.讨论法：教师学生分组讨论D触发器在实际应用中的问题，培养学生团队合作和解决问题的能力。

3.实验法：安排课堂实验，让学生亲自动手操作，观察D触发器在不同输入信号下的输出状态，增强学生的实践能力。

四、教学资源本节课的教学资源包括教材、多媒体资料和实验设备。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。

2.多媒体资料：制作精美的PPT，直观展示D触发器的原理和时序图，提高学生的学习兴趣。

实验3.9 D 触发器及应用一、实验目的：1．了解边沿D 触发器的逻辑功能和特点。

2．掌握D 触发器的异步置0和异步置1端的作用。

3．了解用D 触发器组成智力抢答器的工作原理。

二、实验准备：和JK 触发器一样，D 触发器也属主、从触发器，为了实现异步置位、复位功能，D 触发器也设置了异步置位D S 和异步复位D R 端。

和JK 触发器不同的是，D触发器的异步置位D S 和异步复位D R 端是高电平有效，且当CP 信号来到时，上升沿触发。

它的特性表如表3.9.1所示。

表3.9.1：图3.9.1是利用CMOS 传输门构成的一种典型边沿D 触发器内部电路。

从图3.9.1中可以看到，反相器1G 、2G 和传输门1TG 、2TG 组成了主触发器，反相器3G 、4G 和传输门3TG 、4TG 组成了从触发器。

1TG 和3TG 分别为主触发器和从触发器的输入控制门。

当CP = 0、CP =1时，1TG 导通、2TG 截止，D 端的输入信号送人主触发器中，使Q '=D 。

但这时主触发器尚未形成反馈连接，不能自行保持，Q '跟随D 端的状态变化。

同时，由于3TG 截止、4TG 导通，所以从触发器维持原状态不变，而且它与主触发器之间的联系被3TG 所切断。

图3.9.1当CP 的上升沿到达时(即CP 跳变为1、CP 跳变为0)，1TG 截止、2TG 导通。

由于门1G 的输入电容存储效应，1G 输入端的电压不会立刻消失，于是Q '在1TG 切断前的状态被保存下来。

同时，由于3TG 导通、4TG 截止，主触发器的状态通过3TG和3G 送到了输出端，使=QQ '=D (CP 上升沿到达时D 的状态)。

可见，这种触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，而且触发器所保存下来的状态仅仅取决于CP 上升沿到达时的输入状态。

因为触发器输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，所以这是一个上升沿触发边沿触发器。

D触发器的原理简述及应用1. D触发器的定义和原理D触发器是数字逻辑电路中常见的一种触发器，它由四个逻辑门构成，可以存储单个比特的信息，并在时钟信号的控制下进行状态转换。

D触发器有两个输入端，一个输出端和一个时钟端。

其中，D输入端接收数据输入，CLK输入端接收时钟信号，Q输出端输出触发器的状态。

D触发器的工作原理如下： - 在时钟信号的上升沿或下降沿来临时，D触发器会将D输入端的数据存储在内部，并在下一个时钟周期中输出给Q输出端。

- 当时钟信号处于稳定状态时，D触发器的状态不会改变，保持上一个时钟周期存储的数据。

2. D触发器的应用D触发器常用于数字电路和时序电路中，主要用于存储和转换二进制数据。

以下是D触发器在实际应用中的一些常见例子：2.1. 数据存储器D触发器可以用作数据存储器，用来存储大量二进制数据。

多个D触发器可以连接起来形成一个存储器组，实现更大容量的数据存储。

数据存储器通常使用时钟信号来控制数据的读写操作。

•示例：–数据存储器由多个D触发器组成，每个D触发器存储一个二进制位。

–通过给定数据输入和时钟信号，可以将数据存储到D触发器中，或从D触发器中读取数据。

2.2. 时序电路D触发器可以用作时序电路中的状态存储器，用于存储和转换电路的状态。

时序电路常用于计数器、分频器、状态机等应用中。

•示例：–4位二进制计数器，使用4个D触发器表示每一位的状态。

–通过时钟信号的控制，实现计数器的功能，并输出对应的计数结果。

2.3. 触发器串联多个D触发器可以串联起来，形成更复杂的触发器结构，用于实现更复杂的电路功能。

常见的触发器串联结构包括SR触发器、JK触发器等。

•示例：–4位移位寄存器，由4个D触发器串联而成。

–输入信号经过串联的D触发器，可以实现数据的平行输入和平行输出。

3. 总结D触发器是数字逻辑电路中常见的元件之一，具有存储和转换二进制数据的功能。

通过时钟信号的控制，D触发器可以在不同的时间周期内保持或改变内部存储的数据，实现各种实际应用场景中的功能需求。

目录设计目的 (3)D触发器概述 (3)D触发器数字前端设计 (3)用与非门构成D触发器的方案 (5)由传输门构成D触发器的方案 (10)D触发器方案讨论选择 (16)D触发器版图设计 (17)D触发器工艺流程 (21)设计总结 (22)一．设计目的通过D触发器从前端硬件描述、功能仿真、逻辑综合到后端原理图绘制、仿真及版图设计，应掌握以下几点：1.在数字集成电路的前端设计过程中，能熟练地使用硬件描述语言对相关逻辑单元进行硬件描述。

2.在集成电路设计过程中，能够对编写的代码进行功能仿真及逻辑综合，同时在此过程中能较为熟练地使用QuartusII、Modelsim及Sypnlify pro。

3.掌握D触发器工作原理，门级电路组成及设计。

4.在集成电路方面，学会利用Cadence软件完成给定功能的集成电路原理设计与特性模拟，按版图规则完成版图设计，并确定相应的制造工艺流程；掌握版图布局规划、单元设计和布线规划的知识。

5.在工艺器件方面，学会利用集成电路工艺和器件技术的计算机辅助设计软件（Silvaco-TCAD）对器件的设计与分析，并确定相应的制造工艺流程及相应参数的测试。

二．D触发器概述D触发器是现在数字集成电路设计中最基本的逻辑单元之一，对于一些复杂的带有时序功能的逻辑器件，D触发器器是这些器件的基本逻辑单元，所以，对于D触发器的前后端的设计是整个数字集成电路的基础。

D触发器一般为边沿触发，电平触发器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高电平器件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触发沿来到钱一瞬间加入输入信号。

这样，输入端受干扰的时间就会大大缩短，受干扰的可能性就见地了。

边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。

三．D触发器数字前端设计1.D触发器的Verilog HDL设计在数字集成电路设计过程中，对电路的描述在具备了硬件描述语言之后就变得更加的简单了。