序列信号发生器,之d触发器异步复位和异步置位
数字电子技术基础(第四版)阎石第4章
CP S R Qn Qn1
0 t
0
0 1 1
X
X 0 0
X
X 0 0
0
1 0 1
0
1 0 1
RD
0 S 0 R 0 Q 0 t t
1
1 1 1 1 1
1
1 0 0 1 1
0
0 1 1 1 1
0
1 0 1 0 1
1
1 0 0 1* 1*
t
Q
0
t
在CLK
1期间，Q和Q可能随S、R潍坊学院 信息与控制工程学院 变化多次翻转
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主从SR触发器的 表4.2.4 特性表如表4.2.4所示， CP S R 和电平触发的SR触发 × × × 器相同，只是CP作用 0 0 的时间不同
0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1
Q × 0 1 0 1 0 1 0 1
Q* Q 0 1 0 0 1 1 1* 1*
0
1 1 1 0 0 0* 0*
S D和R D同时为0 Q ,Q同为 1
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4.2.2 同步RS触发器的电路结构与动作特点
在数字系统中，常常要求某些触发器在同一时刻动作，这 就要求有一个同步信号来控制，这个控制信号叫做时钟信号 （Clock pulse），简称时钟，用CP表示。这种受时钟控制的 触发器统称为时钟触发器。 一、电路结构与工作原理 图5.3.1所示为电平触发SR触发器（同步SR触发器）的基 本电路结构及图形符号。
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2. 主从 JK触发器 为解除约束 即使出现 S R 1的情况下， Q n 1也是确定的
d触发器的复位值
d触发器的复位值
摘要：
1.引言
2.d 触发器的定义和功能
3.d 触发器的复位值
a.低电平复位
b.高电平复位
c.异步复位
4.实际应用场景
5.结论
正文：
d 触发器是一种触发器，其输出状态由数据输入（D）和时钟输入（C）决定。
在数字电路中，d 触发器广泛应用于计数器、寄存器和状态机等电路。
d 触发器的复位值是指在复位信号作用下，d 触发器的输出状态。
根据复位信号的不同，d 触发器的复位值可以分为以下三种：
a.低电平复位：当复位信号为低电平时，d 触发器的输出状态为1。
这是因为大多数d 触发器的输入阈值为1.6V，而低电平信号通常低于1.6V，因此输入被认为是高电平。
b.高电平复位：当复位信号为高电平时，d 触发器的输出状态为0。
这是因为大多数d 触发器的输入阈值为1.6V，而高电平信号通常高于1.6V，因此输入被认为是低电平。
c.异步复位：异步复位信号不受时钟信号控制，可以在任何时刻产生复位作用。
在异步复位信号作用下，d 触发器的输出状态取决于复位信号的电平。
在实际应用中，d 触发器的复位值取决于具体的设计需求。
例如，在计数器电路中，低电平复位通常用于清零计数值；在高电平复位电路中，高电平复位可以用于初始化电路状态。
总之，d 触发器的复位值有三种：低电平复位、高电平复位和异步复位。
这些复位值在实际应用中可以根据需求灵活选择。
2020年智慧树知道网课《数字电子技术(山东联盟--泰山学院)》课后章节测试满分答案1
第一章测试1【单选题】(10分)十六进制数(7C)16转换为等值的十进制、二进制和八进制数分别为（）。
A.(123)10(1111100)2(173)8B.(124)10(1111100)2(173)8C.(123)10(1111101)2(174)8D.(124)10(1111100)2(174)82【单选题】(10分)最小项A′BC′D的逻辑相邻最小项是（）。
A.A′BCD′B.AB′CDC.ABCD′D.A′BCD3【单选题】(10分)已知下面的真值表，写出逻辑函数式为（）。
A.Y=A′B+ABB.Y=A′B+AB′C.Y=AB+A′BD.Y=A′B′+AB4【判断题】(10分)因为逻辑表达式A+B+AB=A+B成立，所以AB=0成立。
（）A.对B.错5【单选题】(10分)4个不同进制的数376.125D、567.1O、110000000B、17A.2H,按大小排列的次序为A.17A.2H>110000000B>576.1O>376.125DB.376.125D>567.1O>110000000B>17A.2HC.567.1O>110000000B>17A.2H>376.125DD.110000000B>17A.2H>376.125D>576.1O6【单选题】(10分)示波器测得的波形如图所示，以下哪个真值表符合该波形A.B.C.D.7【单选题】(10分)示波器测得的波形如图所示，以下哪个函数式符合该波形A.F=(A+B)’B.F=(AB)’C.F=ABD.F=A+B8【单选题】(10分)用卡诺图将下式化简为最简与或函数式，正确的是Y(A,B,C,D)=∑m(2,3,7,8,11,14)+∑d(0,5,10,15)A.Y=CD+B'D'+ACB.Y=CD+B'C'D'+ACD'+A'B'CC.Y=CD+ACD'+A'B'C+AB'CD.Y=CD+CD'+A'B'C9【多选题】(10分)已知逻辑函数F=AC+BC'+A'B，以下叙述正确的有A.逻辑函数的最简与或式为F=AC+BB.逻辑函数的与非式为F=((AC)'(BC')'(A'B)')'C.逻辑函数的反函数表达式为F'=(A'+C')∙(B'+C)∙(A+B')D.逻辑函数的最简与或式为F=AC+A'B10【多选题】(10分)逻辑函数Y=A'B'C'D+A'BD'+ACD+AB'，其最小项之和的形式正确的是A.Y=A'B'C'D+A'BC'D'+A'BCD'+AB'CD+ABCD+AB'C'D+AB'C'D'B.Y=∑(1,4,6,8,9,10,11,15)C.Y=m1+m4+m6+m8+m9+m10+m11+m15D.Y=A'B'C'D+A'BC'D'+A'BCD'+AB'CD+ABCD+AB'CD'+AB'C'D+AB'C'D'第二章测试1【判断题】(10分)组合逻辑电路通常由门电路和寄存器组合而成。
异步时序电路的各级触发器
异步时序电路的各级触发器异步时序电路的各级触发器引言异步时序电路是指由多个触发器组成的电路，在不同的输入条件下，可以实现不同的输出结果。
其中，触发器是异步时序电路中最基本的模块之一，其作用是储存输入信号，并在特定条件下改变输出状态。
本文将介绍异步时序电路中常见的各级触发器。
一、RS触发器RS触发器是最基础的触发器之一，由两个反相输入端口R和S以及两个输出端口Q和Q'组成。
当R=0、S=1时，Q=0；当R=1、S=0时，Q=1；当R=S=1时，Q保持原有状态不变；当R=S=0时，Q也保持原有状态不变。
RS触发器可以通过串联或并联构成更复杂的电路。
二、D触发器D触发器也称为数据锁存器，在RS触发器基础上加入了一个数据输入端口D，其输出端口为Q和Q'。
当D=0时，Q保持原有状态不变；当D=1时，Q随着上升沿改变为1或者随着下降沿改变为0。
D触发器可以用于存储数据，并且可以通过多级串联实现更复杂的电路。
三、JK触发器JK触发器由三个输入端口J、K和时钟输入端口CLK以及两个输出端口Q和Q'组成。
当J=K=1时，Q保持原有状态不变；当J=1、K=0时，Q随着上升沿改变为1或者随着下降沿改变为0；当J=0、K=1时，Q随着上升沿改变为0或者随着下降沿改变为1；当J=K=0时，Q保持原有状态不变。
JK触发器可以用于实现计数器等复杂的电路。
四、T触发器T触发器由一个输入端口T和一个时钟输入端口CLK以及两个输出端口Q和Q'组成。
当T=0时，Q保持原有状态不变；当T=1时，每个上升沿或下降沿都会使得Q的状态反转。
T触发器可以用于实现分频电路等应用。
五、SR触发器SR触发器是RS触发器的一种特殊形式，其只有两个输入端口S和R 以及两个输出端口Q和Q'。
当S=R=0时，Q保持原有状态不变；当S=1、R=0时，Q被置为1；当S=0、R=1时，Q被置为0；当S=R=1时，Q保持原有状态不变。
数电第四章习题答案
4.11图P4.11（a）所示各电路中，FF1～FF2均为边沿触发器:
1）写出各个触发器次态输出的函数表达式；
图P4.2
解答：见图A4.2
图A4.2
4.3一种特殊的RS触发器如图P4.3所示。
1）试列出状态转换真值表；
2）写出次态方程；
3）R与S是否需要约束条件？
图P4.3
解答：1）
①CP=0时，SS=1,RR=1,期间 ，状态保持。
2CP=1时，
即在CP=1的情况下：若R=0，S=0。则RR=1，SS=1，有 ，状态保持。
图P4.13
解答：根据电路图可知 ，而该电路中的触发器是CP上升沿触发的D触发器，其新态方程为： 。据已知的CP信号波形，可以画出A、B端的输出波形如图A4.13所示。
图A4.13
4.14什么是触发器的空翻现象？造成空翻的原因是什么？
解答：所谓触发器的“空翻”是指在同一个时钟脉冲作用期间触发器状态发生两次或两次以
图A4.17
4.18图P4.18一个扭环计数器，如果电路的初始状态为 ，试画出在一系列CP作用下的 、 、 、 波形（CP数目多于8）。
图P4.18
解答：从电路图可知， （CP上升沿时成立）
如果电路的初始状态为 ，可以画出在一系列CP作用下 、 、 、 的波形如图A4.18所示。
图A4.18
4.19据如图P4.19示的电路，试画出在8个CP作用下 、 、 的波形，假设电路的初始状态为 。
为使主从JK触发器按其特性表正常工作，在CP = 1期间，必须使JK端的状态保持
D触发器建立和保持时间的时序检查
D触发器建立和保持时间的时序检查目前的芯片系统越来越复杂，对应的各个功能模块都有自己工作的时钟领域。
当各个功能模块之间进行数据传递时，信号就会跨时钟领域。
信号跨时钟领域进行传输时，就会出现亚稳态现象，可能导致整个芯片功能的错误。
针对不同信号跨时钟领域，本文介绍了几种同步的设计方法。
标签：亚稳态建立时间同步设计时钟领域一、D触发器的建立时间和保持时间在芯片设计中，电路主要由门电路和D触发器构成。
D触发器的特性方程为：Qn+1=D，即在触发时钟脉冲（CLK）的有效边沿到来时，触发器的输入数据D直接传送到触发器的输出端Q[1]。
而在时钟触发边沿输出端Q能正确的输出D的值的前提条件是：输入信号D必须先于时钟有效沿到来之前稳定。
如果时钟有效沿到来时，输入信号D正在变化，D触发器的输出状态就会变得不确定，即就会有亚稳态的出现。
输入信号必须先于时钟脉冲之前稳定的时间成为建立时间，用tset表示；同样为了保证触发器可靠翻转，输入信号的状态在时钟脉冲信号到来后还必须保持足够长的时间不变，这段时间成为保持时间，用th表示。
如图1所示以接收“1”时的情况来看，D信号先于CLK上升沿建立起来（由0跳变到1）的时间不得小于建立时间tset，而在CLK上升沿到来后D仍保持“1”的时间不得小于保持时间th。
建立时间和保持时间是由触发器的电路结构决定的。
图2所示为上升沿触发的CMOS集成的D触发器的电路结构图。
其中由6个CMOS反相器和4个CMOS 传输门组成，I2、I3和T2构成主锁存器；I4、I5和T4构成从锁存器。
四个传输门中T1和T3在时钟脉冲CLK为“1”的时候导通，T2和T4在时钟脉冲CLK为“0”的时候导通。
在时钟脉冲为“0”的时候，主锁存器接收输入信号D，从锁存器输出之前保存的信号到Q端；上升沿之后，时钟脉冲为“1”，此时主锁存器输出上升沿到来时D的值直接到Q端，从锁存器不工作，如图3所示。
如图3红色线条所示，时钟脉冲从“0”跳变为“1”的上升沿时刻，传输门T1从导通跳变为截止状态。
异步复位d触发器的逻辑电路
异步复位d触发器的逻辑电路【标题】异步复位D触发器的逻辑电路及其应用【导语】在数字电路中，D触发器是一种广泛应用的时序逻辑电路元件。
其与异步复位功能的结合，可以实现更加复杂的逻辑和控制功能。
本文将深入探讨异步复位D触发器的逻辑电路设计原理以及其在实际应用中的作用，帮助读者全面了解和掌握这一重要的数字电路元件。
【1. 异步复位D触发器的概述】异步复位D触发器是指在标准D触发器的基础上添加了异步复位输入端。
它具有两个输入端：数据输入端D和异步复位输入端R。
当异步复位R被激活时，无论D输入是什么，输出都被强制为低电平，起到了清零的作用。
而当异步复位R未被激活时，输出Q的状态则由D输入的电平决定。
【2. 异步复位D触发器的逻辑电路设计】2.1 同步D触发器的设计为了更好地理解异步复位D触发器的设计，首先需要了解同步D触发器的基本原理。
同步D触发器具有两个输入端：数据输入端D和时钟输入端CLK。
其逻辑电路设计如下：（1）将D输入与一个非门（即反相器）连接，得到D'；（2）将D'及时钟输入端CLK分别与两个与门（即与逻辑门）相连；（3）将两个与门的输出分别与两个或门（即或逻辑门）相连，最终的输出即为Q。
2.2 异步复位D触发器的设计异步复位D触发器在同步D触发器的基础上增加了异步复位输入端R。
以下为异步复位D触发器的逻辑电路设计：（1）将R与一个非门连接，得到R'；（2）将D、R'、时钟输入端CLK分别与与门相连；（3）将与门的输出与或门相连，最终的输出即为Q。
【3. 异步复位D触发器的应用】3.1 异步复位功能实现异步复位D触发器的主要应用之一是实现异步复位功能。
当异步复位R被激活时，无论时钟信号如何，输出Q都被强制为低电平，实现了清零的作用。
这在数字系统中常用于初始化或异常处理。
3.2 状态控制和序列检测异步复位D触发器还广泛应用于状态控制和序列检测的电路中。
通过将一个或多个异步复位D触发器组合在一起，可以实现复杂的状态机和序列检测逻辑，用于实现控制器、计数器等功能。
时钟与复位——精选推荐
时钟与复位内容：主要涵盖了设计者在设计模块或者知识产权（Intellectual Preoperty）时所要⽤到的⼀些建议。
同步设计（对ASIC时序控制最安全的⽅法）：由单个主时钟和主置位/复位信号驱动设计中所有的时序器件。
⼀、避免使⽤⾏波计数器含义：即使⽤触发器输出作为下⼀级触发器的时钟输⼊端缺点：由于第⼀个触发器的输出响应导致第⼆个触发器的时钟输⼊相对于时钟信号产⽣偏移（延迟）；⽆法在每个时钟边沿都激活：由于延迟问题，当时钟发⽣跳变时，第⼀个触发器的输出未发⽣变化，从⽽导致第⼆个触发器的时钟输⼊变化较时钟信号晚；在每个时钟边沿都激活？可能在某⼏个时钟边沿激活？考虑的是第⼆个触发器的激活？优点：能够减少电路的漏电流并降低电路的功耗，在低功耗设计中会取得很好的效果；⼆、避免使⽤门控时钟前端设计注意：含门控时钟的设计在仿真过程中可能⼯作正常，但是综合时会出现问题；含义：在时钟线上使⽤门控单元，使⽤门控逻辑使能信号开关时钟；优点：能够有效减少功耗，当时钟被门控电路关闭后，门控时钟在根部将时钟关闭，该时钟⽹络和其中的寄存器都会停⽌翻转，从⽽减少功耗；同步设计中的功耗来源：在每个时钟边沿变化的组合逻辑所产⽣的功耗（由触发器驱动这些逻辑组合）；由触发器产⽣的功耗（及时在触发器的输⼊和内部状态不发⽣变化，该功耗仍存在）；时钟树产⽣的功耗（通常占到总功耗的50%）；图2.21为同步时钟使能，通过mux可以实现纯同步⽅式关闭时钟域，使⽤该⽅法时钟树始终保持翻转，寄存器内部电路保持活跃，功耗⾼；图2.2为门控时钟，使⽤门控时钟使能能在时钟树根部关闭时钟信号，时钟信号驱动的寄存器由于⽆时钟输⼊，保持原来的值，同事还能避免同步时钟设计中输⼊端的多路选择器，在实现⼤的寄存器块时节省⾯积。
缺点：由于门控单元输⼊输出的延迟，会导致门控单元后的寄存器的时钟输⼊端信号较时钟发⽣偏移；对⽑刺敏感，并引⼊尖峰脉冲作⽤于触发器，可能导致设计失败；由于门控时钟不是同步设计⽅案的⼀部分，因此会显著增加设计时间和验证的⼯作量；分类：不含锁存器的门控时钟和基于锁存器的门控时钟不含锁存器的门控时钟电路：如图2.2，使⽤and gate 或 or gate实现要求：使能信号从时钟活跃沿（上升沿）时钟不活跃沿（下降沿）保持常量（避免过早截断时钟脉冲或误产⽣多个时钟脉冲，即，门控电路输出的时钟频率增加从⽽导致错误）如下图所⽰，由于EN在CLK活跃沿到不活跃沿发⽣变化，导致GATED_CLK相对于CLK提前结束⾼电平，等价于时钟宽度减⼩，频率增⼤，可能导致保持时间不满⾜，从⽽产⽣时序问题。
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序列信号发生器,之d触发器异步复位和异步置位
在序列信号发生器中，D触发器是一种常用的元件。
它可以在时钟的控制下接受一个输入信号D，并将其延迟一个时钟周期后输出到Q端。
D触发器可以通过异步复位（Asynchronous Reset）和异步置
位（Asynchronous Set）来控制其输出。
异步复位指的是在不考虑时钟的情况下，通过一个特定的输入信号将D触发器的输出强制置为特定的状态，通常是低电平。
这个输入信号可以是一个单独的复位信号，当复位信号为高电平时，D触发器的输出被复位为低电平。
异步复位是一种强制复位的方法，它不受时钟控制。
当复位信号为低电平时，D触发器的输出会恢复到正常的工作状态。
异步置位指的是在不考虑时钟的情况下，通过一个特定的输入信号将D触发器的输出强制置为特定的状态，通常是高电平。
这个输入信号可以是一个单独的置位信号，当置位信号为高电平时，D触发器的输出被置位为高电平。
异步置位是一种强制置位的方法，它不受时钟控制。
当置位信号为低电平时，D触发器的输出会恢复到正常的工作状态。
异步复位和异步置位可以通过控制相关的输入信号来实现序列信号发生器的复位和置位功能，从而调整其输出序列或重置其状态。