D触发器电路设计
D触发器设计实验报告
reg RD;
reg CP;
// Output
wire QN;
wire Q;
// Bidirs
always #50 CP= ~CP;
always #20 D = {$random}%2;
// Instantiate the UUT
D_top UUT (
.SD(SD),
.QN(QN),
.Q(Q),
end
// `endif
endmodule
输出波形图：
五、课后思考题
1、异步时序逻辑电路与同步时序逻辑电路有何区别？
答：对于同步时序逻辑电路，因为时钟脉冲对电路的控制作用，所以无论输入信号时电平信号还是脉冲信号，对电路引起的状态响应都是相同的。
而对于异步时序逻辑电路，电路中没有统一的时钟脉冲信号同步，电路状态的改变是外部输入信号变化直接作用的结果；在状态转移过程中，各存储元件的状态变化不一定发生在同一时刻，不同状态的维持时间不一定相，并且可能出现非稳定状态。对输入信号的形式有所区分，输入电平信号与脉冲信号，对电路引起的状态响应是不同的
如下图1所示：
输入CLR为清0端，信号LD为置数端，将A、B、C、D的输入值送到计数器中，并立即在QA、QB、QC、QD中输出。输入信号M为模式选择端，当M=1时加1计数，当M=0时减1计数。CP端输入一个上升信号时进行一次计数，计数有进位/借位时，Qcc端输出一个负脉冲。
三、实验过程
1、启动ISE集成开发环境，创建工程并输入设计源文件。
output b ;
reg b ;
reg [31:0] cnt ;
reg clkout ;
always @ ( posedge clk or negedge rst )
D触发器的设计和仿真讲解
实验一、D触发器的设计和仿真一、实验目的1、学习模拟数字电路单元的基本设计方法。
2、学习Cadence工具下电路设计的基本操作和方法。
3、学习Sprectre工具的仿真操作方法。
二、实验内容本实验通过设计一个异步清零的D触发器电路学习Cadence工具下电路的设计和仿真方法。
实验内容包括：完成反相器、与非门、传输门电路的设计和仿真验证；完成各个单元电路symbol的建立；利用建立的单元电路symbol完成D 触发器电路的设计和仿真；分析仿真结果。
该电路设计采用上华CSMC0.5umCMOS 工艺设计，工作电压5V。
三、实验步骤1、登陆到UNIX系统。
在登陆界面，输入用户名和密码，用户名和密码都为学生学号。
2、Cadence的启动。
启动Cadence软件的命令有很多，不同的启动命令可以启动不同的工具集，常用的启动命令有icfb,icca等，也可以单独启动单个工具。
3、原理图的输入。
（1）Composer的启动。
在CIW窗口新建一个单元的Schematic视图。
（2）添加器件。
在comparator schematic窗口点击Add-Instance或者直接点i,就可以选择所需的器件。
（3）添加连线。
执行Add-Wire，将需要连接的部分用线连接起来。
（4）添加管脚。
执行Add-Pin和直接点p，弹出添加管脚界面。
（5）添加线名。
为设计中某些连线添加有意义的名称有助于在波形显示窗口中显出该条线的信号名称，也可以帮助检查电路错误。
点击Add-Wire Name，弹出新窗口，为输入输出线添加名称。
为四端的MOS器件的衬底添加名称vdd！或gnd！，其中！表示全局变量。
（6）添加电源信号。
选择Vdd和Gnd的symbol各一个，在两个symbol之间连接一个vdc，设置直流电压5V。
（6）保存并检查。
点击schematic窗口上的Check and Save按钮，察看是否有警告或者错误。
如果有，察看CIW窗口的提示。
设计示例一 用门级结构描述D触发器
设计示例三
• 编写测试模块通过仿真检查设计正确与否：
`include “hardreg.v” module hardreg_top;
reg clock, clearb; reg [3:0] data； wire [3:0] qout; `define stim #100 data=4'b
//宏定义 stim,可使源程序简洁 event end_first_pass; //定义事件end_first_pass
• 提供了条件、if-else、case、循环程序结构。
• 提供了可带参数且非零延续时间的任务(task)程序结 构。
• 提供了可定义新的操作符的函数结构(function)。
a
26
Verilog 的应用
▪ 提供了用于建立表达式的算术运算符、逻辑运算符、 位运算符。
▪ Verilog HDL语言作为一种结构化的语言也非常适 合于门级和开关级的模型设计。
end endcase endmodule
设计示例四 （续）
还可以用另一个Verilog HDL模型来表示同一个有限状态，见 下例：
module fsm (Clock, Reset, A, F, G);
input Clock, Reset, A; output F,G; reg F,G; reg [3:0] state ;
延迟200个单位时间，触发----------------------------------------------*/
$finish;
//结束仿真
end
endmodule
Verilog HDL 设计示例四
• 有限状态机的设计
- 有限状态机是由寄存器组和组合逻辑构成的 硬件时序电路；
数字电路实验报告-用D触发器设计三位二进制加法计数器
电学实验报告模板实验原理1．触发器的触发方式（1）电平触发方式电平触发方式的特点是：CP = 1时，输出与输入之间通道“透明”，输入信号的任何变化都能引起输出状态的变化。
当CP = 0时，输入信号被封锁，输出不受输入影响，保持不变。
（2）边沿触发方式边沿触发方式的特点是：仅在时钟CP信号的上升沿或下降沿才对输入信号响应。
触发器的次态仅取决于时钟CP信号的上升沿或下降沿到达时输入端的逻辑状态，而在这以前或以后，输入信号的变化对触发器输出端状态没有影响。
2. 边沿触发器（1）边沿D触发器图1 上升沿触发D触发器图1所示为上升沿触发D触发器的逻辑符号。
上升沿触发D触发器的特性表如表1所示。
表1 上升沿D触发器特性表D触发器的特性方程为：Q^(n+1) = D1.同步触发器的异步置位复位端电平触发器和边沿触发器都在CP时钟信号的控制下工作，这种工作方式称之为“同步”。
也把这类触发器称为同步触发器，以区别于基本RS触发器。
在小规模集成电路芯片中，触发器既能同步工作，又兼有基本RS触发器的功能。
例如。
图2所示的触发器。
这是上升沿触发D触发器，其中，SD(-)和RD(-)是异步置位复位端。
只图2 带有异步置位复位端的D触发器要在SD(-)或RD(-)加入低电平，立即将触发器置“1”或置“0”，而不受时钟信号CP和输入信号D的控制。
只有当SD(-)或RD(-)均处于高电平时，触发器才正常执行上升沿触发D触发器的同步工作功能。
实验仪器实验内容及步骤1.测试双D触发器74LS74的逻辑功能（1）74LS74引脚图图3 74LS74引脚图图3所示为集成电路芯片74LS74的引脚图。
芯片包含两个带有异步置位复位端的上升沿D触发器。
（1）测试74LS74的逻辑功能图4 测试74LS74的逻辑功能实验电路按照图4连接电路。
D触发器的Q和Q(-)（芯片5和6号引脚）各接一个发光二极管用以观察触发器的输出逻辑电平。
按照上面测试74LS112的逻辑功能同样的方法和步骤，测试74LS74的逻辑功能，将实验数据记录在表2。
D触发器的设计
目录第一章绪论 (1)1.1 简介 (1)1.1.1 集成电路 (1)1.1.2 版图设计 (1)1.2 软件介绍 (2)1.3 标准单元版图设计 (2)1.3.1 标准单元版图设计的概念 (2)1.3.2 标准单元版图设计的历史 (2)1.3.3 标准单元的版图设计的优点 (3)1.3.4 标准单元的版图设计的特点 (3)第二章 D触发器的介绍 (4)2.1 简介 (4)2.2 维持阻塞式边沿D触发器 (4)2.2.1 电路工作过程 (4)2.2.2 状态转换图和时序图 (5)2.3 同步D触发器 (5)2.3.1 电路结构 (5)AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF2.3.2 逻辑功能 (6)2.4 真单相时钟（TSPC）动态D触发器 (6)第三章 0.35um工艺基于TSPC原理的D触发器设计 (8)3.1 电路图的设计 (8)3.1.1 创建库与视图 (8)3.1.2 基于TSPC原理的D触发器电路原理图 (8)3.2 创建 D触发器版图 (9)3.2.1 设计步骤 (9)3.2.2 器件规格 (11)3.3 设计规则的验证及结果 (11)第四章课程设计总结 (13)参考文献 (14)AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF第一章绪论1.1 简介1.1.1 集成电路集成电路（Integrated Circuit,简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。
它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。
其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。
是一种微型电子器件或部件，采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。
D触发器电路设计及计数器设计..
14 13 12 11 10 9
8
D SD Q CP RD Q
CP RD Q D SD Q
1
23
4
5
6
7
1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1 Q 地
用74LS74设计一模十计数器 ——实验电路设计
Q0
“1”
CP
SD DQ
CP Q RD
Q1
SD DQ
CP Q RD
Q2
SD DQ
CP Q RD
Q3
SD DQ
动态调试与静态调试的区别在于时钟脉冲改由连续时钟脉 冲信号源提供，输出可由示波器观测也可采用逻辑分析仪进行 观测。用示波器进行动态调试的一般步骤如下：
1、把时序脉冲发生器输出的连续周期性脉冲信号接到时序逻 辑电路的时钟输入端，同时将电路中的特定节点接到系统 的显示部分作辅助检测电路。
时序电路调试技巧—动态调试
Q0
SD DQ
CP Q RD
Q1
SD DQ
CP Q RD
Q2
SD DQ
CP Q RD
时序电路调试技巧—静态调试
静态调试是时钟输入端加单步脉冲，同时根据状态转移 的要求合理设置输入信号值，遍历时序电路的全部状态，来 验证电路的结果是否符合要求，发现和确定故障点的调试方 法。常用的调试步骤如下： 1、把经过消抖处理的手动单次脉冲发生器输出端连接到电路
注意事项
由于时序逻辑电路对各单元之间时序关系有严格要求， 所以出现故障不易找出原因，因此无论静态调试还是动态调 试都应该注意以下问题：
1、注意检查容易产生故障的环节，掌握排除故障的方法。出现故障时 ，可以从简单部分开始逐级查找，逐步缩小故障点的范围，也可以 对某些预知点的特性进行静态或动态测试， 判断故障部位。
d触发器课课程设计
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。
D触发器电路设计
D触发器电路设计D触发器是数字电路中常用的一种时序电路。
它的主要功能是在特定的时钟脉冲到来时，根据D输入的电平状态，将其传递到输出端。
D触发器的电路设计包含以下几个关键步骤：1.确定逻辑电路的功能需求。
首先，需要明确D触发器的功能需求，例如，是边沿触发还是电平触发，是正逻辑还是负逻辑，以及输入输出的逻辑电平等。
2.根据功能需求选择适当的D触发器类型。
常用的D触发器类型有SR触发器、JK触发器和D触发器。
根据实际需求选择适当的D触发器类型。
3.分析电路逻辑。
根据D触发器的功能需求，分析电路逻辑，确定逻辑门的连接方式和输入输出的电平关系。
可以使用真值表或逻辑方程来描述和分析电路逻辑。
4.确定时钟脉冲的输入方式。
D触发器的输入与输出之间是通过时钟信号来控制的。
需要确定时钟脉冲的输入方式，可以是外部输入的时钟信号，也可以是内部产生的时钟信号。
5.绘制电路图。
根据上述分析结果，绘制D触发器的逻辑电路图。
使用逻辑门符号和连接线将逻辑电路图绘制出来。
6.确定元器件参数。
根据电路图，确定所需元器件的参数，例如，逻辑门的输入电压范围、输出电流能力等。
7.进行仿真和验证。
利用电路设计软件进行仿真，验证所绘制的电路图是否符合设计要求。
可以通过添加合适的输入信号，观察输出信号是否符合预期。
8.选择合适的元器件进行实际电路实现。
根据元器件参数和设计要求，选择合适的元器件进行实际的电路实现。
9.进行电路测试和调试。
对实际实现的电路进行测试和调试，观察输入输出的电平是否符合设计要求，并对电路进行必要的调整和优化。
10.完善设计文档。
记录电路设计的过程和结果，包括电路图、元器件清单、仿真结果、测试结果等，以便于后续的参考和修改。
以上是D触发器电路设计的主要步骤。
在实际设计中，还需要考虑功耗、抗干扰性能、电路布局等因素，并针对具体的应用场景进行相应的设计优化。
同时，还可以结合其他的功能模块和电路设计技巧，设计出更加复杂和功能强大的数字电路。
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D触发器电路设计
D触发器是一种数电元件，常用于数字电路中的时序逻辑设计。
它可以在时钟信号的作用下，根据输入信号的变化来产生输出信号，实现数据的存储、传输和逻辑运算等功能。
在本文中，我们将介绍D触发器电路的设计原理、基本结构以及应用方面的注意事项。
D触发器是由两个互为反相的RS触发器级联构成的，其中一个RS触发器的S输入端与R输入端相连，称为主触发器；另一个RS触发器的S 输入端与R输入端也相连，但是与主触发器反相，称为从触发器。
两个触发器的时钟信号需相同。
主触发器的S输入端接受输入信号D，而从触发器的输入信号始终为主触发器的输出信号。
D触发器的逻辑功能如下：
-当时钟信号为上升沿（或下降沿）时，D触发器将当前D输入信号的值复制到输出信号上，使其实现数据的存储；
-当时钟信号为下降沿（或上升沿）时，D触发器将保持其输出信号的值不变，即保持数据的传输。
在设计D触发器电路时，我们需要考虑以下几个因素：
1.时钟信号的频率和稳定性：时钟信号的频率应满足设计需求，并且具有良好的稳定性，以保证触发器能够按照预期的时序进行工作。
2.输入信号的稳定性：输入信号在时钟信号的作用下可能会发生瞬时变化，因此需要确保输入信号在触发器时钟周期内保持稳定，避免出现脉冲噪声。
3.输出信号的延迟和浮动：D触发器的输出信号在时钟信号作用下会有一定的延迟，并且可能存在浮动。
在设计过程中需要对此进行合理的考虑和处理，以保证输出信号的准确性和稳定性。
4.输入信号的滤波和去抖动：为了确保输入信号在时钟信号的作用下的稳定性，可以采用适当的滤波和去抖动技术，使输入信号不受外界噪声的影响。
在实际应用中，D触发器电路常用于存储器、寄存器、计数器等数字电路中，用于实现数据的存储和传输，以及时序逻辑的控制。
在这些应用中，合理设计和使用D触发器电路可以提高数字电路的性能和可靠性。
总之，D触发器电路是一种重要的数字电路元件，其设计原理和应用需要充分考虑时钟信号的稳定性、输入信号的稳定性、输出信号的延迟和浮动等因素。
在实际应用中，合理设计和使用D触发器电路可以提高数字电路的性能和可靠性，实现各种逻辑功能。