D 触发器在开关信号中的应用
数字系统设计d触发器
数字系统设计d触发器
数字系统设计D触发器是数字电路中常用的基本元件之一，它可以将输入信号在时钟上升沿时锁存，输出信号在时钟下降沿时更新。
下面我们来详细了解一下D触发器的相关知识。
1. D触发器的基本结构
D触发器由两个与非门和一个反馈路径组成。
其中，一个与非门的输入端连接时钟信号，另一个与非门的输入端连接D输入信号，输出端连接反馈路径，反馈路径的输出端连接第一个与非门的另一个输入端。
这样，当时钟信号上升沿来临时，D输入信号就会被锁存到反馈路径中，输出端会输出相应的信号。
2. D触发器的应用
D触发器在数字电路中有着广泛的应用，例如，它可以被用来实现计数器、寄存器、状态机等电路。
在计数器中，D触发器可以被用来记录输入脉冲的数量；在寄存器中，D触发器可以被用来存储数据；在状态机中，D触发器可以被用来记录当前状态。
3. D触发器的特点
D触发器有着以下几个特点：
（1）D触发器具有较高的稳定性和可靠性，可以在高速数字电路中使用。
（2）D触发器的输出信号只在时钟下降沿时更新，可以有效地避免由于信号传输延迟而导致的错误。
（3）D触发器的反馈路径可以实现电路的锁存功能，可以在数字电路中实现各种复杂的逻辑运算。
4. D触发器的扩展
D触发器可以通过添加预置和清零功能来扩展其功能。
预置和清零功能可以使D触发器在特定条件下自动将输出信号设置为高电平或低电平，从而实现更加复杂的数字电路设计。
总的来说，数字系统设计D触发器是数字电路中非常重要的基本
元件，它可以实现锁存、计数、存储等多种功能。
了解D触发器的基本结构、应用、特点以及扩展，对于数字电路的设计和实现都有着重要的意义。
通过D触发器实现光开关的自动切换-2019年文档
通过D触发器实现光开关的自动切换一、引言光路切换是光纤通信系统中重要组成部分，主要指两路或多路光信号的备份切换，以在主路光通道出现故障时自动切换至备份通道，保证系统的正常不间断运行。
控制光开关切换是通过控制光开关引脚高低电平实现，可以通过软件控制，也可以通过硬件实现。
本文主要介绍通过硬件实现光开关的自动切换功能。
二、系统原理此系统主要是利用D触发器的记忆功能和边沿触发这两大特征实现高低电平自动转换，继而控制光开关切换。
也就是当一路光切断后，光开关在D触发器的控制下自动切换到另一光路。
其系统原理图如下图1所示。
光链路连通时，探测器探测到光，探测器模块检测到高电平，这时光开关不切换。
当光路由连通变为断开时，电平由高电平变换为低电平，这一瞬间变换相当于一个下降沿触发形式，通过这一改变可以触发D触发器改变电平，继而控制光开关切换。
如下图2所示，探测器模块检测到电平由高电平变换为低电平所用时间可以推算出来。
图中每一格为1ms，故这一上升沿形式的变换时间大约为3ms。
2.1反向电路原理市面上销售的D触发器一般为上升沿触发，而有探测器模块检测有光至无光这一变换是由高电平变为低电平，属于下降沿形式。
故需要一个比较器芯片实现将下降沿转化为上升沿的反向改变。
这里可以选择LM2904低功耗双运算放大器，它可以作为比较器使用，设定一个参考电平，输入电平与其进行反相比较。
当输入电平高于参考电平时，输出低电平，当输入电平低于参考电平时，则输出高电平。
从而实现下降沿翻转为上升沿。
2.2 D触发器触发电路原理触发器及由其组成的时序逻辑电路中，它的输出状态不仅决定于当时的输入状态，而且还与电路原来状态有关，也就是时序电路具有记忆功能。
边沿触发器的次态仅取决于CP边沿（上升沿或下降沿）到达时刻输入信号的状态，而与此边沿时刻以前或以后的输入状态无关，因而可以提高它的可靠性和抗干扰能力。
触发器的结构类型有很多种，这里使用的是上升沿触发的D触发器。
d触发器结构
d触发器结构
D触发器是一种常见的数字电路元件，它可以将输入信号转换为输出信号，并且可以在时钟信号的控制下进行状态的改变。
D触发器的结构非常简单，由两个输入端和两个输出端组成，其中一个输入端是数据输入端D，另一个输入端是时钟输入端CLK，两个输出端分别是Q和Q'。
D触发器的工作原理是：当时钟信号CLK为高电平时，D触发器会将D输入端的信号传递到输出端Q上，同时Q'输出端的信号与Q 输出端的信号相反。
当时钟信号CLK为低电平时，D触发器会保持上一次的状态不变，即输出端Q和Q'的状态不变。
D触发器的应用非常广泛，可以用于数字电路中的各种逻辑电路、计数器、寄存器等。
例如，在计数器中，D触发器可以用来存储计数器的当前值，当计数器需要加1时，时钟信号会触发D触发器的状态改变，从而实现计数器的加1操作。
D触发器还可以用于时序电路中，例如时序控制器、时序发生器等。
在时序控制器中，D触发器可以用来存储控制信号的状态，当时序控制器需要改变状态时，时钟信号会触发D触发器的状态改变，从而实现时序控制器的状态转移。
D触发器是数字电路中非常重要的元件之一，它的简单结构和可靠性使得它在各种数字电路中都有广泛的应用。
在今后的数字电路设
计中，D触发器将继续发挥重要作用，为数字电路的发展提供强有力的支持。
实验五 D触发器 功能测试及其应用
D触发器 触发器
功能测试及其应用
D触发器的功能测试 触发器的功能测试
74LS74型双 触发器芯片引脚图 型双D触发器芯片引脚图 型双
Vcc 2RD
14 13
2D
12
2CP
11
2SD
10
2Q
9
2Q
8
D
RD
Q Q
CP SD D
Q
CP SD
1 2 3
RD Q
6 7
4
5
1RD
1D
1CP
1SD
1Q
1Q
CP
K
J
Q
输入端指示灯 输入端插孔 输入控制开关
J 0 0 0 0 1 1 1 1
用J-K触发器构成二进制计数器 触发器构成二进制计数器
2Q 1Q 输出端指示灯 输出端插孔 +5V 表6-3
74LS112
CP 1 2 3 4
Q2
Q1
CP单脉冲按键 单脉冲按键
J-K触发器演示 触发器演示 讲解结束
GND
D触发器功能测试的引脚连线图
输出端指示灯
强迫置位端功能测试
+5V Q 输出端插孔 表5-1
74LS74A
RD S D
0 0
RD SD 输入端指示灯 输入端插孔 输入控制开关
Q
不用
0 1 0 1
1 1
D触发器功能测试的引脚连线图
输出端指示灯 Q 输出端插孔 +5V 表5-2
D触发器逻辑功能测试 触发器逻辑功能测试
74LS74A
D 0 0 1
Qn 0 1 0 1
Qn+1
RD D
CP SD 输入端指示灯 输入端插孔
D触发器工作原理
D触发器工作原理D触发器是数字电路中常用的一种触发器，它可以存储和传输一个比特的信息。
在本文中，我们将详细介绍D触发器的工作原理、结构和应用。
一、D触发器的工作原理D触发器是由几个逻辑门组成的，最常见的是由两个与非门和一个反馈回路构成。
它有两个输入端D和时钟CLK，以及两个输出端Q和Q'。
D触发器的工作原理如下：1. 初始状态：当时钟信号CLK为低电平时，D触发器处于稳定状态，输出端Q和Q'的值不变。
2. 数据输入：当时钟信号CLK为上升沿时，如果D输入端为高电平，那么输出端Q将保持高电平；如果D输入端为低电平，那么输出端Q将保持低电平。
3. 数据传输：当时钟信号CLK为下降沿时，输出端Q的值将被传输到输出端Q'，即Q'=Q。
4. 反馈回路：输出端Q'的值通过反馈回路再次输入到D输入端，使得D触发器能够连续地存储和传输数据。
二、D触发器的结构D触发器的结构可以分为两种类型：RS触发器和JK触发器。
1. RS触发器：RS触发器由两个与非门和一个反馈回路构成。
它有两个输入端R和S，以及两个输出端Q和Q'。
RS触发器的工作原理与D触发器类似，但它的输入端需要满足特定的逻辑关系，例如当R=0、S=1时，输出端Q为0。
2. JK触发器：JK触发器由两个与非门和一个反馈回路构成。
它有两个输入端J和K，以及两个输出端Q和Q'。
JK触发器的工作原理与D触发器类似，但它的输入端也需要满足特定的逻辑关系，例如当J=1、K=0时，输出端Q为1。
三、D触发器的应用D触发器在数字电路中有广泛的应用，其中包括：1. 数据存储：D触发器可以用来存储一个比特的信息，例如在寄存器和存储器中。
2. 时序控制：D触发器可以用来实现时序逻辑电路，例如计数器和状态机。
3. 数据传输：D触发器可以用来传输数据，例如在串行通信和并行通信中。
4. 数据同步：D触发器可以用来实现数据同步，例如在时钟同步电路和流水线中。
D触发器工作原理
D触发器工作原理D触发器是一种常用的数字电路元件，用于存储和传输二进制数据。
它是由几个逻辑门组成的，可以在特定的时钟信号下进行状态改变。
本文将详细介绍D触发器的工作原理。
1. 引言D触发器是一种边沿触发器，它的状态改变是在时钟信号的上升沿或者下降沿发生的。
D触发器有两个输入端：D（数据输入）和CLK（时钟输入），以及两个输出端：Q（输出）和Q'（输出的补码）。
2. 工作原理D触发器的工作原理可以通过以下步骤来描述：步骤1：当时钟信号CLK为低电平时，D触发器处于保持状态，即输出端Q 的状态保持不变。
步骤2：当时钟信号CLK的上升沿到来时，D触发器开始工作。
步骤3：D触发器根据输入端D的电平状态来改变输出端Q的状态。
如果D为高电平，则输出端Q为高电平；如果D为低电平，则输出端Q为低电平。
步骤4：当时钟信号CLK为高电平时，D触发器继续保持上一步骤中得到的状态，直到下一个时钟信号的上升沿到来。
3. 应用场景D触发器在数字电路中有广泛的应用，其中一些常见的应用场景包括：场景1：存储器件D触发器可以用来存储二进制数据，例如在寄存器和存储器中。
通过时钟信号的控制，可以在特定的时刻将输入数据存储到D触发器中，并在需要时将其读取出来。
场景2：时序逻辑电路D触发器可以用来设计各种时序逻辑电路，如计数器、移位寄存器等。
通过时钟信号的控制，可以使这些电路按照特定的序列工作，实现各种功能。
场景3：状态机D触发器可以用来设计状态机，通过时钟信号和输入数据的控制，可以实现状态的切换和状态间的转移。
4. 优缺点D触发器具有以下优点：- 简单：D触发器的设计和使用相对简单，适合于各种数字电路设计。
- 可靠：D触发器的工作稳定可靠，能够在高速时钟信号下正常工作。
然而，D触发器也有一些缺点：- 存储能力有限：D触发器只能存储一个位的数据，对于多位数据的存储需要多个D触发器的组合。
- 时序要求严格：D触发器的工作需要时钟信号的控制，时序要求相对严格。
D逻辑门与触发器应用
D逻辑门与触发器应用D逻辑门和触发器是数字电路中最基本的元件之一，其应用范围广泛。
本文将从基础概念入手，简要介绍D逻辑门和触发器的原理及其应用，以期为读者提供一定的参考和帮助。
1. D逻辑门D逻辑门是一种基本的数字电路元件，它由一组逻辑门电路组合而成。
D逻辑门的作用是在某个时间段内允许电平信号通过。
在此之前和之后，它将输入的电平信号屏蔽掉。
D逻辑门的输出等于其输入的延迟。
在数字电路中，D逻辑门通常用来将时序信号进行调整、延迟、重复等。
当然，D逻辑门还可以与其他逻辑门进行组合，形成更复杂的电路。
2. 触发器触发器，又称为锁存器、时序器，是将输入信号存储在内部并在一段时间后产生输出信号的电子元件。
触发器是数字电路中非常重要的一类元件，常用于存储数据并进行状态转换，广泛应用于数字系统和计算机等领域。
触发器可以通过不同的输入信号（如时钟信号、复位信号等）来对输入信息进行存储和处理。
其内部结构由锁存器、门电路、反馈电路等组成。
简单来说，触发器类似于电子开关，它可以存储数字信号并按照某种规则对其进行处理。
3. D触发器的工作原理及应用D触发器是一种最常用和最简单的触发器。
D触发器的输入端仅有一个输入信号，这个信号可以是1或0。
当输入信号为1时，D触发器的输出信号为高电平；当输入信号为0时，D触发器的输出信号为低电平。
D触发器可以被用来实现许多数字电路的功能。
其应用最广泛的场合是时序信号的处理，例如在计数器和时钟电路等领域中。
在计数器电路中，D触发器被用于引导并计数计数器电路的运行过程。
此外，D触发器还可以被用于时序电路的行为控制，如微处理器、数字信号处理器和各种控制电路等。
4.本文从D逻辑门和触发器的基本概念、工作原理以及应用入手进行了简要介绍。
学习数字电路时，了解这些基础概念是极为重要的。
希望本文能为读者提供一些帮助和指导，有助于读者更好地理解和应用D逻辑门和触发器。
D触发器工作原理
D触发器工作原理引言概述：D触发器是数字电路中常用的一种触发器，它具有简单的结构和稳定的工作性能。
本文将详细介绍D触发器的工作原理，包括其基本概念、内部结构、输入输出特性以及应用领域。
正文内容：1. D触发器的基本概念1.1 D触发器是一种时序电路，它根据时钟信号和输入信号的状态变化来控制输出信号的变化。
1.2 D触发器的输入端包括数据输入端(D)、时钟输入端(CK)和复位输入端(Reset)，输出端为输出端(Q)和输出端(Q')。
1.3 D触发器的输出状态取决于时钟信号的上升沿或者下降沿以及输入信号的状态。
2. D触发器的内部结构2.1 D触发器内部包含两个互补的锁存器，分别为正相锁存器和负相锁存器。
2.2 正相锁存器和负相锁存器之间通过与门和非门相连，形成为了D触发器的内部逻辑电路。
2.3 时钟信号通过与门和非门的控制，使得D触发器在时钟信号的上升沿或者下降沿时，将输入信号的状态锁存到输出端。
3. D触发器的输入输出特性3.1 当时钟信号为低电平时，D触发器处于保持状态，即输出端保持原来的状态。
3.2 当时钟信号为上升沿或者下降沿时，D触发器根据输入信号的状态来更新输出状态。
3.3 当时钟信号为高电平时，D触发器处于禁止状态，即不接受输入信号的变化。
4. D触发器的应用领域4.1 D触发器常用于数字系统中的时序电路设计，如计数器、移位寄存器等。
4.2 D触发器也可以用于存储数据，实现数据的暂存和传输。
4.3 在数字通信系统中，D触发器可以用于时钟同步和数据传输控制。
总结：综上所述，D触发器是一种常用的数字电路元件，具有简单的结构和稳定的工作性能。
它通过时钟信号和输入信号的状态变化来控制输出信号的变化。
D触发器的内部结构包括正相锁存器和负相锁存器，通过与门和非门的控制实现输入信号的锁存。
D触发器的应用广泛，常用于时序电路设计和数据存储传输等领域。
通过深入了解D触发器的工作原理，我们可以更好地应用它来解决实际问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
D 触发器在开关信号中的应用
【摘要】应用D 触发器74HC74 在开关电路中，实现电位的保持和翻转。
【关键词】74HC74 干扰
在工控机（IPC ） 内加板数字信号控制卡控制输入输出信号时，数字信号控制卡可以识别外部按钮（按下后自动弹出） 信号输入。
但IPC 控制程序为C++ 编写。
程序对输入数字量的处理有查询周期，这样程序对按钮触碰动作的瞬间脉冲很难处理。
详细点说就是按钮所在IPC 中的数字信号卡分配的数字量地址区程序不是每时每刻都去查询。
程序需要设定一个寻址周期，这个周期我们写为200 毫秒，在人的感觉意识里已经很快了， 可按钮的接通瞬间却只有100 毫秒， 这样就会造成对按钮信号处理缺失， 程序不认为有按钮启动信号输入。
为了解决按钮触发的短脉冲输入程序不识别的问题。
设计一个简单的电路， 通过74HC08 （ 与门） 、74HC32 （ 或门） 、74HC74 （D 触发器）来加长按钮信号的脉宽。
原理是通过D 触发器把按钮启动的脉冲信号一直锁存为“1 ” 。
IPC 寻检到按钮启动信号“1 ” 开始程序动作， 同时发出reset 信号将D 触发器恢复原来状态等待下次按钮启动信号的来临。
电路原理图:
图1
74HC74 为双路D 触发器， 数据表如下：
图1 中PR、CL 接5V （H） ，Q 非与D 相连， 初始状态Q 为0 ，D为1 （H） ，当按钮接通， 通过门电路使得CLK 有上升沿脉冲，Q 输出信号番转为1 （H） ，start signal 状态由0 变为1 实现翻转， 按钮信号输出。
此时Q 为1 ，Q 非为0 ， 则D 为0 （L） ， 按钮信号IPC 程序识别后输出reset signal 为低电平0 （L） ，CLK 迎来第二个脉冲上升沿，D（L）则Q 输出0（L）原状态恢复。
在每按一次按钮循环一次这个过程。
此电路可以实现对按钮脉冲信号锁存的功能， 应对IPC 程序地址扫描周期。
但在实际应用中却发现一些问题。
当其他用电器与设备（ 应用该按钮转换PCB 的设备） 用一个插排供电时， 其他用电器（ 电钻、吸尘器等） 启动瞬间， 在按钮没有按的前提下， 该按钮转换PCB 已经有start signal 输出信号，IPC 程序便开始运行。
在用电器开启的瞬间干扰已经形成输出信号。
分析问题原因首先采用了设备进线电源增加滤波器的方法， 进线电源AC220V 10A ， 安装AC220V10A 滤波器。
现象有些缓解， 出现次数少了一些， 但没有从根本上解决问题。
在此期间用示波器监测5V 部分的电压波动， 在其他设备开启的瞬间可以有2 倍的电压跃变。
于是在5V 电源前端增加直流滤波器， 电压瞬间跃变已经变为1倍， 脉宽变小，但问题仍未得到解决。
在IC 元件应用上参看了IC 器件应用的例子， 发现几个问题：
1、IC 器件需要加旁路、去耦电容
2、PCB 电源和信号的布线要符合规则电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
尽量加宽电源、地线宽度， 最好是地线比电源线宽， 它们的关系是：地线＞ 电源线＞ 信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm, 最经细宽度可达0.05～0.07mm, 电源线为1.2～2.5 mm 。
关键信号线最短; 高电压、大电流信号与小电流， 低电压的弱信号完全分开; 模拟信号与数字信号分开； 高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分。
3、光耦（TLP521 ）5V 与24V 要隔离
光耦本身就是隔离器件， 把连接光耦的5V 和24V 地连在一起，没有用出光耦的作用，同时会引起一些干扰。
于是对电路进行改进，原理图修改如下：
在图2 中增加旁路、去耦电容， 同时将PCB电路的布线更改， 电源和信号分开， 铺地抗干扰。
经过改进该电路解决了干扰问题。
综上所述，在数字电路设计过程中，抗干扰是一个非常重要的问题。
尤其是在对电源和地的处理上， 更要注意，避免不合理的布局和连接导致不稳定信号发生。
对新的设计一定要反复实验， 验证设计合理性。
D 触发器74HC74 是CMOS 类型的IC 相对稳定， 在电路设计过程中要做好信号保护， 旁路、去耦电容的设计不可或缺。
参考文献
[1] 李东生.Protel DXP 电路设计教程. 电子工业出版社,2003
( 作者单位系1 沈阳芯源微电子设备有限公司2 中国有色（ 沈阳）冶金机械有限公司)。