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CMOS触发器的原理与结构

CMOS触发器的原理与结构- 触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路,它能储存一位二进制码。它具有以下特点:①有两个稳定状态“0”态和“1”态;②能根据输入信号将触发器置成“0”或“1”态;③输入信号消失后,被置成的“0”或“1”态能保存下来,即具有记忆功能。

触发器,学名双稳态多谐振荡器(Bistable Multivibrator),是一种应用在数字电路上具有回忆功用的循序逻辑组件,可记载二进位制数字信号“1”和“0”。触发器是构成时序逻辑电路以及各种杂乱数字体系的根本逻辑单元。触发器的线路图由逻辑门组合而成,其结构均由SR存器派生而来(广义的触发器包含锁存器)。触发器能够处理输入、输出信号和时钟频率之间的相互影响。CMOS D触发器是主- 从结构方法的一种边缘触发器, CMOS T 型触发器、JK 触发器、计数单元、移位单元和各种时序电路都由其组成。TTL主从JK触发器抗干扰才能较差,而CMOS主从JK触发器抗干扰才能较好。

数字电路依照功用的不同能够分为两类:组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路的特色是不具有回忆功用,它由门电路组成;时序电路的特色是具有回忆功用,触发器是它的回忆元件。按功用,触发器能够分为RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器。按触发方法可分为电位触发方法、主从触发方法及边缘触发方法。 

触发器是一种具有回忆功用的逻辑单元电路,它能贮存一位二进制码。它具有以下特色:①有两个安稳状况“0”态和“1”态;②能依据输入信号将触发器置成“0”或“1”态;③输入信号消失后,被置成的“0”或“1”态能保存下来,即具有回忆功用。

CMOS触发器的结构与作业原理

CMOS D触发器足主-从结构方法的一种边缘触发器,CMOS T型触发器、JK触发器、计数单元、移位单元和各种时序电路都由其组成,因而仪以CMOS D触发器为例进行阐明。

CMOS触发器的原理与结构

图1是用CMOS传输门和反相器构成的D触发器,反相器G1、G2和传输门TG1、TG2组成了主触发器,反相器G3、G4和传输门TG3、TG4组成了从触发器。TG1和TG3别离为主触发器和从触发器的输入操控门。反相器G5、G6对时钟输入信号CP进行反相及缓冲,其输出CP和CP′作为传输门的操控信号。依据CMOS传输门的作业原理和图中操控信号的极性标示可知,当传输门TG1、TG4导通时,TG2、TG3截止;反之,当TG1、TG4截止时,TG2、TG3导通。

CMOS触发器的原理与结构

当CP′=0,CP′=1时,TG1导通,TG2截止,D端输入信号送人主触发器中,使Q′=D,Q′=D,但这时主触发器没有构成反应衔接,不能自行坚持。Q′、Q′跟从D端的状况改动;一起,因为TG3截止,TG4导通,所以从触发器构成反应衔接,坚持原状况不变,并且它与主触发器的联络被TG3堵截。

当CP′的上升沿抵达(即CP′跳变为1,CP′下降为0)时,TG1截止,TG2导通,堵截了D信号的输入,因为G1的输入电容存储效应,G1输入端电压不会当即消失,所以Q′、Q′在TG1截止前的状况被保存下来;一起因为TG3导通、TG4截止,主触发器的状况经过TG3和G3送到了输出端,使Q=Q′=D(CP上升沿抵达时D的状况),而Q=Q′=D。

在CP′=1,CP′=0期间,Q=Q′=D,Q=Q′=D的状况一向不会改动,直到CP′下降沿抵达时(即CP′跳变为0,CP′跳变为1),TG2、TG3又截止,TG1、TG4又导通,主触发器又开端接纳D端新数据,从触发器坚持已转化后的状况。

可见,这种触发器的动作特色是输出端的状况转化发生在CP′的上升沿,并且触发器所坚持的状况只是取决于CP′上升沿抵达时的输入状况。正因为触发器输出端状况的转化发生在CP′的上升沿(即CP的上升沿),所以这是一个CP上升沿触发的边缘触发器,CP上升沿为有用触发沿,或称CP上升沿为有用沿(下降沿为无效沿)。若将四个传输门的操控信号CP′和CP′极性都换成相反的状况,则CP下降沿为有用沿,而上升沿为无效沿。下面以CP上升沿为有用触发沿进行剖析。

CMOS触发器的原理与结构

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