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题目
用逻辑门画出D触发器。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题)
参考答案与知识点
参考答案
D触发器(边沿触发)可采用6个与非门构成主从结构实现。具体电路如下:
1. 主锁存器:两个与非门(G1、G2)交叉耦合构成基本RS锁存器,G1输入接D和时钟CP(经反相),G2输入接G1输出和时钟CP(经反相)。
2. 从锁存器:两个与非门(G3、G4)交叉耦合构成另一个RS锁存器,G3输入接主锁存器输出Qm和时钟CP,G4输入接G3输出和时钟CP。
3. 反相器:用与非门(G5)将时钟CP反相后供给主锁存器,或用G5实现时钟反相。
4. 输出缓冲:通常Q和Q'从从锁存器引出,必要时用反相器(G6)得到Q'。
工作原理:当CP=0时,主锁存器透明(跟随D),从锁存器保持;当CP上升沿到来时,主锁存器锁存,从锁存器透明(复制主锁存器值),从而仅在时钟上升沿更新输出。
若仅需电平触发D锁存器,可用两个与非门加一个反相器:第一级与非门输入D和时钟,第二级与非门输入第一级输出和时钟反相,两者交叉耦合形成门控RS锁存器。但笔试常考察边沿触发器,主从结构更典型。
易错点:1. 错误地使用基本RS锁存器直接连接D和时钟,忽略边沿触发特性;2. 主从触发器中主锁存器与从锁存器的时钟相位必须相反(用反相器),否则无法实现边沿触发;3. 与非门交叉耦合需注意反馈路径不能悬空;4. 输出Q和Q'需从从锁存器引出,若从主锁存器引出则为电平触发。
涉及知识点
- 主从D触发器结构
- 与非门构成RS锁存器
- 边沿触发与电平触发的区别
- 时钟反相在触发器中的作用
- 逻辑门实现存储单元