D触发器的设计和仿真

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D触发器及其应用实验报告

实验五D触发器及其应用实验人员：班号：学号：一、实验目的1、熟悉D触发器的逻辑功能；2、掌握用D触发器构成分频器的方法；3、掌握简单时序逻辑电路的设计二、实验设备74LS00 ，74LS74，数字电路实验箱，数字双踪示波器，函数信号发生器三、实验内容1、用74LS74（1片）构成二分频器、四分频器，并用示波器观察波形；74LS74是双D触发器（上升沿触发的边沿D触发器），其管脚图如下：其功能表如下：○1构成二分频器：用一片74LS74即可构成二分频器。

实验电路图如下：○2构成四分频器：需要用到两片74LS74。

实验电路图如下：2、实现如图所示时序脉冲（用74LS74和74LS00各1片来实现）将欲实现功能列出真值表如下：00010011101110010001通过观察上面的真值表，可以得出下面的表达式：连接电路图如下：四、实验结果1、用74LS74（1片）构成二分频器、四分频器。

示波器显示波形如下：○1二分频器：○2四分频器：2、实现时序脉冲。

示波器显示波形如下：五、故障排除在做“用74LS74（1片）构成二分频器、四分频器”时，连接上示波器后，发现通道二总显示的是类似于电容放电的波形，但表现出了二分频。

反复排查问题均没有发现原因。

最后换了一根连接示波器的线，便得到了理想的结果。

在示波器使用时想要用U盘保存电路波形，不会操作。

后来在询问了同学之后才知道只需要按“print”就好。

六、心得体会通过此次实验，我更深入地领悟了触发器的原理和用法，还复习了示波器的用法，还学会了如何保存示波器波形。

D触发器的设计和仿真

D触发器的设计和仿真
D触发器是数字电路中常见的一种触发器，它可以用于存储一位二进
制数据。

设计和仿真一个D触发器需要以下步骤：
1.确定D触发器的功能需求：D触发器具有一个输入端D、一个时钟
端CLK和一个输出端Q。

当CLK上升沿到来时，D触发器会将输入D的值
存储到输出Q中。

2.设计D触发器的逻辑电路：根据D触发器的功能需求，我们可以设
计逻辑电路来实现。

一种常用的实现方式是使用两个锁存器构成的锁存器
电路。

3.实现逻辑电路的布局和布线：根据设计的逻辑电路，将电路图转化
为电路布局和布线图。

这一步需要考虑电路的物理尺寸和电连接的布局。

4.进行仿真：使用电路设计软件，如TINA等，将设计的电路进行仿真。

仿真可以验证电路的功能是否符合设计需求，并找出可能存在的问题。

5.优化电路设计：根据仿真结果，对电路进行优化。

可能需要对电路
的逻辑设计进行调整，或者改进布局和布线方式，以提高电路的性能。

6.进行电路验证：在优化后，再次进行仿真验证，确保电路的功能和
性能满足设计需求。

7.进行实际制作和测试：最后，将电路进行实际制作，并进行测试。

测试可以包括输入输出波形的测量、电路的稳定性测试等等。

总结：设计和仿真一个D触发器是一个大致的流程，通过逐步优化和
测试，可以得到一个满足设计需求的D触发器电路。

在设计和仿真的过程中，需要运用逻辑电路设计原理、电路布局和布线技术，以及仿真工具等。

通过不断的实验和验证，可以不断改进和优化电路设计，以获得更好的设计结果。

D触发器设计实验报告

reg D;
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。

实验二D触发器的设计和仿真

告报验实哈尔滨工程大学教务处制实验二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、登陆到UNIX系统。

1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。

实验3-触发器的结构与仿真

L=NL .ENDS
2021
实验3 触发器电路结构与仿真
D触发器（不带复位端）
基于传输门的D锁存器
clk高电平期间，上面的TG导通，下面的TG断开，输入信号D被传送到输出端；
clk低电平期间，上面的TG端口，下面的TG导通，双稳态电路保持电路状态。
D触发器（不带复位端）
主从结构的D触发器：避免“空翻”问题
一对D锁存器可以构成一个正边沿触发式D触发器，这种电路只在控制时钟上升沿到来的时刻采样D输入信号，并且据此改变Q和QN的输出。
D.CDL文件的编写
.SUBCKT DFF CK D Q QN//子电路定义开始语句，DFF为子电路参考名，后面四个为子电路外部电路参考节点，不能为0，为局部变量。
XI0 CKB CK D net0 TG1G NL=0.28U NW=1.0U PL=0.28U PW=1.0U
XI1 net0 net1
IVG PL=0.28U PW=1.6U NL=0.28U NW=1.0U
XI2 net1 net2
IVG PL=0.28U PW=1.6U NL=0.28U NW=1.0U
XI3 CK CKB net2 net0 TG1G NL=0.28U NW=1.0U PL=0.28U PW=1.0U
XI4 CK CKB net1 net3 TG1G NL=0.28U NW=1.0U PL=0.28U PW=1.0U
MP0 D CKB Q VDD PCH W=PW L=PL//pmos器件 MN0 D CK Q GND NCH W=NW L=NL//nmos器件 .ENDS//子电路结束语句
.SUBCKT IVG A Z//子电路定义开始语句，IVG为子电路参考名，CMOS 反相器

数字逻辑设计-用5种不同方法说明D锁存器与D触发器的功能作用(纯原创)

1)用五种不同的方法描述D锁存器和D触发器的功能；2)锁存器和触发器进入无法预期状态（亚稳态）的原因分析；3)下载D触发器和D锁存器的规格说明PDF，理解动态参数的含义，分析这些定时参数与无法预期状态（亚稳态）的联系；4)对D锁存器和D触发器的功能进行波形仿真分工：1.1此处我们发现了6种方法，分别是功能的文字叙述、功能表、状态转移真值表、特征方程、状态图、时序图，下面进行详细介绍。

方法一：功能的文字叙述●D锁存器：功能分析文字描述：C = 0时，输出状态保持不变；C = 1时，输出随输入状态而改变。

●D触发器：功能分析文字描述：CLK=0时，主锁存器工作，接收输入信号Qm = D；从锁存器不工作，输出Q 保持不变。

CLK=1时，主锁存器不工作，Qm 保持不变；从锁存器工作，将Qm 传送到输方法二：功能表●D锁存器功能表D触发器功能表方法三：状态转移真值表●D锁存器状态转移真值表D触发器状态转移真值表方法四：特征方程●D锁存器特征方程：Q n+1 = D（C=1）●D触发器特征方程：Q n+1 = D方法五：状态图●D锁存器状态图●D锁存器状态图方法六：时序图●D锁存器时序图●D触发器时序图1.2什么是亚稳态：亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。

当一个触发器进入亚稳态引时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。

在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。

●锁存器进入亚稳态的原因：⏹对于S-R锁存器：1.当S=R=1，然后同时取消时；2.当S和R端输入信号脉冲宽度过窄时；3.当S和R端输入信号同时取反时；均会出现亚稳态。

⏹对于D触发器：当输入信号脉冲宽度过窄时，会进入亚稳态。

●触发器进入亚稳态的原因：在同步系统中，如果触发器的建立时间（setup time）/保持时间（hold time）不满足要求，就可能产生亚稳态，此时触发器输出端Q在有效时钟沿之后比较长的一段时间处于不确定的状态，在这段时间里Q端毛刺、振荡、固定的某一电压值，而不是等于数据输入端D的值。

EDA-D触发器的设计

南京工程学院通信工程学院实验报告课程名称 TCP/IP实验项目名称多进程并发服务器编程实验学生班级媒通111 实验学生姓名陆春萍实验学生学号 208110509 实验时间 2013.10.25 实验地点信息楼C216实验成绩评定指导教师签名年月日一、实验目的学习在maxplusⅡ下用VHDL语言设计简单时序电路与功能仿真的方法。

二、验仪器设备1、PC机一台2、maxplusⅡ。

三、实验要求1、预习教材中的相关内容，编写出D触发器的VHDL源程序。

2 熟悉maxplus软件使用方法3、用VHDL语言输入方式完成电路设计，编译、仿真。

四、实验内容及参考实验步骤（一）、设计输入1、开机，进入maxplusⅡ。

2、为本工程设计建立一个工程文件夹，file之projiect，name之dff1;3、建立设计文件。

选择File菜单之New项，选择文件类型，本设计选择VHD File。

建立一个文本编辑文件4、点击OK,输入源程序：5、保存文件。

注意，必须保存为vhd类型，且文件名与源程序的实体名相同。

（二）、编译1、编译。

点击Start Compilation按钮进行编译。

如果发现错误，改正后再次编译。

（三）、仿真1、建立波形文件。

选择File菜单之New项，选择waveform edit file的SCF文件类型，建立一个波形文件2、设定仿真时间：选择菜单file的End Time …50us,.设定仿真时间域。

3、输入端口信号。

选择菜单node的enter nodes from snf 项，在弹出得出的对话框中单击List按钮，将需要的端口信号拖倒波形编辑器中。

4、编辑输入波形。

在输入端口加上适当的信号，以便在输出端进行观察。

5、保存文件。

6、进行仿真。

点击Start Simulation按钮进行仿真。

7、仿真输出波形：五、VHDL语言的设计流程设计输入、编译、仿真六、时序电路的设计方法编辑和输入设计文件、创建工程、全程编译前约束项目设置、全程综合与编译、仿真测试（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。

D触发器设计

D触发器设计一、实验目的1、了解和学习Quartus II 5.1软件设计平台。

2、了解EDA的设计过程。

3、通过实例，学习和掌握Quartus II 5.1平台下的文本输入法。

4、学习和掌握D触发器的工作和设计原理。

5、初步掌握该实验的软件仿真过程。

二、实验仪器PC机，操作系统为Windows2000/XP，本课程所用系统均为WindowsXP（下同），Quartus II 5.1设计平台。

三、实验原理凡在时钟信号作用下逻辑功能符合表2-1特性表所规定的逻辑功能者叫做D触发器。

从特性表写出D触发器的特性方程为：Q n+1=D表2-1 D触发器的特性表四、实验步骤1、启动Quartus II 5.1：在Windows操作系统下，单击“开始”，选择“程序”，再选择“altera”选项下的“Quartus II 5.1”命令。

2、新建工程：在File菜单中选择New Project Wizard…，弹出对话框如图2-1所示图2－1在这个对话框中，第一行是需要你指定项目保存的路径，支持含中文字符的路径，第二行是需要你为这个项目取一个名称，第三行是需要你为这个项目的顶层实体取个名称，如实验不需要使用芯片，这三个设定好后，点击“finish”。

出现如下界面3、新建文件在File菜单中选择New，出现一个对话框如图 2－24、文本设计输入在Text editor文本输入区内输入以下内容：LIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;ENTITY dff_logic ISPORT (d, clk : IN std_logic;Q: OUT std_logic);END dff_logic;ARCHITECTURE dff1 OF dff_logic ISBEGINP1: PROCESS(clk)BEGINIF(clk'EVENT AND clk='1') THENQ<=d;END IF;END PROCESS P1;END dff1;5、保存文件选菜单File\Save或单击工具栏中的按钮。

数字逻辑实验 6_触发器的仿真

实验六触发器的仿真一、实验要求1．用VHDL语言设计D锁存器，并进行仿真与分析；2．参看Maxplus中器件7474（边沿D触发器）的逻辑功能，用VHDL语言设计边沿触发式D触发器，并进行仿真与分析。

3．参看Maxplus中器件7476（边沿JK触发器）的逻辑功能，用VHDL语言设计边沿触发式JK触发器，并进行仿真与分析。

二、实验内容通过quartus2 参照芯片的电路结构，只使用VHDL语言实现D锁存器、边沿D触发器(参照7474)和边沿JK触发器（参考7476）。

并通过仿真波形验证设计的功能是否正确。

三、实验过程由于在报告1中已经详尽描述了如何使用Quartus 2建立逻辑原理图和使用VHDL语言实现元件功能，所以本次的实验报告中便不再赘述上述内容，报告将主要就VHDL 语言描述实现元件的功能的过程进行阐述。

1.D锁存器选择File→New，弹出新建文本对话框，在该对话框中选择VHDL File并单击OK按钮，进入文本编辑窗口，输入VHDL代码。

library IEEE;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity d_lock isport(en,d:in std_logic;q,notq:out std_logic);end d_lock;architecture d_lock_arc of d_lock issignal q1,notq1 :std_logic;beginprocess(en,d)beginif(en/='0') thenif(d='0') thenq1<='0';notq1<=not q1;elseq1<='1';notq1<=not q1;end if;elseq1<= q1;notq1<= notq1;end if;end process;q<= q1;notq<= notq1;end d_lock_arc;保存文件并编译，选择菜单File→New，选择Vector Waveform File新建波形图，添加节点，参数设置为：End Time=2us, Grip size=100ns。

D触发器的H-Spice仿真

内容摘要用一对互补的输入信号送入RS触发器，就得到单输入的D触发器。

由于D触发器有一对互补信号接至RS触发器的输入端，所以它避免了RS输入端同时为1的不允许工作状态。

D触发器通常用来暂时存储一个比特的信息或用作时延器件。

当CLOCK=1时，触发器能把输入信息D的值传送到输出端Q。

但这个传送过程中信息通过好几个门电路，对于高速工作的数字电路，必须考虑延迟时间。

一、概述D触发器具有置“0”和置“1”的功能。

用CMOS可以构成D触发器，将一对互补的输入信号送入RS触发器，得到单输入的D触发器。

本电路由反相器，与非门和或非门构成。

逻辑电路简单，版图设计清晰，能得到较为准确的仿真波形。

二、方案设计逻辑图如下：三、CLOCK与D的参数DQQ’四、总原理图及元器件清单1．总原理图2．元件清单元件序号主要参数数量NMOS W= 0.60U L= 0.20U 11PMOS W= 0.70U L= 0.30U 11C 14五、安装与调试六、性能测试与分析源程序:CIRCUIT E:\Export Microwind\ym.MSK.OPTIONS LIST NODE POST.TRAN 200P 20N.PRINT TRAN V(8) V(4)** IC Technology: CMOS 0.18 - 6 Metal*VDD 2 0 DC 5.00VCLOCK 17 0 PULSE(0.00 5.00 2.00N 0.01N 0.01N 2.00N 4.02N) VD 18 0 PULSE(0.00 5.00 2.50N 0.00N 0.00N 3.00N 5.50N)** List of nodes* "N3" corresponds to n?* "Q" corresponds to n?* "Q`" corresponds to n?* "N6" corresponds to n?* "N7" corresponds to n?* "N8" corresponds to n?* "N9" corresponds to n?* "CLOCK" corresponds to n?7* "D" corresponds to n?8** MOS devicesMN1 4 5 0 0 N1 W= 0.60U L= 0.20UMN2 0 4 5 0 N1 W= 0.60U L= 0.20UMN3 4 7 0 0 N1 W= 0.60U L= 0.20UMN4 0 8 5 0 N1 W= 0.60U L= 0.20UMN5 0 9 7 0 N1 W= 0.60U L= 0.20U MN6 8 10 0 0 N1 W= 0.60U L= 0.20U MN7 14 17 9 0 N1 W= 0.60U L= 0.30U MN8 0 11 14 0 N1 W= 0.60U L= 0.20U MN9 15 18 0 0 N1 W= 0.60U L= 0.20U MN10 10 17 15 0 N1 W= 0.60U L= 0.20U MN11 0 18 11 0 N1 W= 0.60U L= 0.20U MP1 3 7 2 2 P1 W= 0.70U L= 0.30UMP2 4 5 3 2 P1 W= 0.70U L= 0.20UMP3 6 4 5 2 P1 W= 0.70U L= 0.20UMP4 2 8 6 2 P1 W= 0.70U L= 0.30UMP5 7 9 2 2 P1 W= 0.70U L= 0.20UMP6 2 10 8 2 P1 W= 0.70U L= 0.20U MP7 2 17 9 2 P1 W= 0.50U L= 0.20U MP8 2 17 10 2 P1 W= 0.50U L= 0.20U MP9 9 11 2 2 P1 W= 0.50U L= 0.20U MP10 10 18 2 2 P1 W= 0.50U L= 0.20U MP11 11 18 2 2 P1 W= 0.70U L= 0.30U *C2 2 0 18.699fFC3 3 0 0.256fFC4 4 0 1.625fFC5 5 0 1.613fFC6 6 0 0.256fFC7 7 0 1.307fFC8 8 0 1.313fFC9 9 0 1.429fFC10 10 0 1.460fFC11 11 0 0.937fFC14 14 0 0.091fFC15 15 0 0.091fFC17 17 0 1.299fFC18 18 0 0.473fF** n-MOS Model 3 :* low leakage.MODEL N1 NMOS LEVEL=3 VTO=0.50 UO=380.000 TOX= 4.0E-9+LD =-0.020U THETA=0.200 GAMMA=0.350+PHI=0.500 KAPPA=0.080 VMAX=100.00K+CGSO=100.0p CGDO=100.0p+CGBO= 60.0p CJSW=240.0p* p-MOS Model 3:* low leakage.MODEL P1 PMOS LEVEL=3 VTO=-0.60 UO=300.000 TOX= 3.0E-9+LD =0.010U THETA=0.300 GAMMA=0.400 +PHI=0.200 KAPPA=0.010 VMAX=100.00K +CGSO=100.0p CGDO=100.0p+CGBO= 60.0p CJSW=240.0p.END仿真图：。

D触发器的设计和仿真

D触发器的设计和仿真D触发器是一种基本的数字电路元件，用于存储和传递数字信号。

它在数字系统中具有重要的作用，可用于时序逻辑电路的设计和实现。

以下是关于D触发器的设计和仿真的详细说明。

设计：D触发器是一种双稳态（两个稳定状态之间切换）存储器件，通常由两个反馈电路组成，即RS（复位-设置）锁存器和时钟。

它有一个输入端（称为D输入），一个输出端（称为Q输出），和一个时钟输入端（CLK）。

D-----Clk---，---， ____________，_D，/----&，\/，__________Y在这个电路中，CLK为时钟输入，D为输入信号，Q为输出信号。

当CLK为高电平时，D的输入信号被存储在Q输出端；当CLK为低电平时，Q 输出端的数值保持不变。

仿真：可以使用电路仿真工具来验证和验证D触发器的设计。

其中最常用和广泛使用的电路仿真工具是Spice（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）。

在Spice中，可以使用硬件描述语言（HDL）来描述电路的连接和元件属性。

以下是一个基于Spice的D触发器仿真的示例代码：```*D触发器M1QCLKVDD0CMOSPL=1uW=0.5uM2QD0VDDCMOSPL=1uW=0.5uM3DCLKGNDGNDCMOSNL=1uW=0.5uR1QOUT1kV1CLK0DC5VV2 D 0 PULSE 0 5 0 50ns 50ns 20us 40us.tran 0.1ns 100us.end```在这个示例中，M1、M2和M3分别代表CMOSP（pMOS）和CMOSN （nMOS）开关，并使用L和W定义它们的尺寸。

R1是输出端电阻，V1和V2分别是时钟输入端和D输入端的电压源。

通过运行这个Spice仿真文件，可以获得D触发器的输入和输出波形，以验证其功能和性能。

总结：。

D触发器的设计和仿真报告

D触发器的设计和仿真报告D触发器是数字逻辑电路中常用的元件，用于存储和传输二进制数据。

本文介绍了D触发器的设计和仿真报告。

首先，我们需要了解D触发器的功能和原理。

D触发器有一个数据输入端D，一个时钟输入端CLK和两个输出端Q和/Q。

当时钟输入端出现上升沿时，D触发器会将输入端的数据D存储到输出端Q中。

即当CLK=1时，Q的值等于D的值。

当CLK=0时，D触发器保持原来的状态，不进行任何操作。

接下来，我们将进行D触发器的设计。

设计D触发器的方法有很多种，其中比较常用的是使用逻辑门和锁存器。

以D触发器的JK触发器为例，我们可以使用逻辑门和多路选择器来实现。

首先，我们可以使用与非门和与门来实现JK触发器的两个与门和一个与非门。

然后，我们可以使用多路选择器将两个与门和一个与非门的输出进行选择，从而实现JK触发器。

在实际设计中，我们需要根据要求确定输入输出的位宽，以及时钟的频率。

根据设计的要求，我们可以选择适合的逻辑门和多路选择器。

接下来，我们进行D触发器的仿真。

仿真可以帮助我们验证设计的正确性和性能。

可以使用仿真软件来进行仿真。

在仿真过程中，我们可以设置不同的输入来检查D触发器的输出是否符合我们的预期。

如果输出和预期不一致，我们可以根据仿真结果进行调试和优化。

在D触发器的仿真过程中，我们可以检查以下几个方面：1.输入的变化：可以检查D触发器对不同输入的响应情况，包括输入的变化速度和输入信号的稳定性。

2.时钟的频率：可以检查D触发器在不同时钟频率下的性能，包括是否出现时钟滞后和时钟失真等问题。

3.输出的变化：可以检查D触发器的输出是否符合设计要求，包括输出的稳定性和电平的准确性。

4.延迟和功耗：可以评估D触发器的延迟和功耗，并与设计要求进行比较。

通过仿真，我们可以评估D触发器的性能并做出相应的调整和优化。

可以根据仿真结果进行电路的修改和重新设计，以达到预期的功能和性能要求。

总结起来，D触发器的设计和仿真是数字电路设计过程中的重要环节。

d触发器与非门设计模10

d触发器与非门设计模拟1. 引言在数字电子技术中，触发器是一种重要的电子元件，用于存储和处理信息。

d触发器作为最简单且常用的一种触发器，具有广泛的应用。

本文将介绍d触发器的原理和设计模拟，并讨论非门的实现方法。

2. d触发器的原理d触发器是一种存储器件，用于存储和传输数字信息。

它具有一个输入端d和两个输出端q和q’。

d触发器的状态取决于输入信号d和时钟信号的变化。

在上升沿或下降沿时，输入端d的值被传递到输出端q，使得q的值与d相等。

d触发器可以分为边沿触发器和级沿触发器。

2.1 边沿触发器边沿触发器在时钟信号的上升沿或下降沿时更新其状态。

常见的边沿触发器包括d 触发器、JK触发器和T触发器。

根据时钟信号的上升沿或下降沿更新状态的性质，d触发器可以进一步分为正边沿触发器和负边沿触发器。

在正边沿触发器中，输入信号d在上升沿时被传递到输出端q；在负边沿触发器中，输入信号d在下降沿时被传递到输出端q。

2.2 级沿触发器级沿触发器根据时钟信号的边沿更新其状态。

常见的级沿触发器包括D触发器、JK 触发器和T触发器。

d触发器是最简单且常用的级沿触发器。

它通过给定的时钟信号来将输入信号d传输到输出端q。

d触发器有两个稳定状态，它的输出保持不变，直到时钟信号发生变化。

3. d触发器的设计模拟为了实现d触发器的功能，我们可以使用基本逻辑门来构建它。

常用的逻辑门包括与门、或门、非门和异或门。

3.1 与门与门是基本的逻辑门之一。

它有两个输入端和一个输出端。

当且仅当所有输入端都为高电平时，输出端才为高电平。

我们可以使用与门来实现d触发器的布尔表达式。

d触发器的布尔表达式为：q(t+1) = d可以使用与门来实现该布尔表达式。

将输入端d和时钟信号连接到与门的输入端，并将与门的输出端连接到输出端q。

这样，在时钟信号的边沿触发下，输入信号d的值将被传输到输出端q。

3.2 非门非门是基本的逻辑门之一。

它有一个输入端和一个输出端。

D触发器的设计和仿真

D触发器的设计和仿真
D触发器是一种常用的数字逻辑电路元件，用于存储和传输二进制数据。

它由两个非门和两个与非门组成，有时也称为双稳态门。

首先，确定逻辑功能和时序要求是设计D触发器的基础。

D触发器的
逻辑功能是将输入数据按时钟脉冲传输到输出端，因此需要确定输入和输
出的逻辑关系。

时序要求包括时钟频率、输入数据的稳定时间和输出数据
的保持时间等参数。

接下来，进行电路结构设计。

D触发器的电路结构可以采用多种形式，如RS触发器、JK触发器和D触发器等。

其中D触发器是最常用的一种，
它由两个非门和两个与非门组成。

根据逻辑功能和时序要求，可以选择合
适的D触发器结构。

然后，进行电路仿真和验证。

仿真可以使用电路仿真工具，如Verilog、VHDL等进行。

通过设置输入数据、时钟频率等参数，可以模拟
D触发器的工作过程，并得到输出数据。

仿真结果可以与设计要求进行比较，以验证电路的正确性和性能。

在进行电路仿真和验证时，还需要考虑各种因素对电路性能的影响。

例如，输入信号的时序关系、电路的时钟延迟和噪声等。

这些因素可能导
致D触发器的工作不稳定或出现误差，因此需要进行充分的分析和测试。

总之，设计和仿真D触发器是数字逻辑电路设计的一个重要环节。

通
过合理的设计和充分的仿真验证，可以确保D触发器的正确性和性能。

D 触发器的典型应用电路及其仿真分析

Ｄ触发器的典型应用电路及其仿真分析
李莹
（天津市河东区职工大学，天津３００１６２）
摘要：Ｄ触发器与其它类型触发器相比具有明显的优越性，因此得到较为广泛的应用。本文在对Ｄ触发器做简要介绍的基础上，总结归纳了三种典型的用Ｄ触发器组成的应用电路，并对其进行了仿真分析，从而使学生对Ｄ触发器的逻辑功能有了更深一步的了解，为今后更好地分析并应用其设计电路打下良好的基础。
关键词：Ｄ触发器；逻辑功能；应用电路；仿真分析
中图分类号：ＴＮ７９
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３—５８２Ｘ（２０１５）０２—００５７ —０６
我们把能够存储一位二进制数字信号的逻辑电路称为触发器，其是构成时序逻辑电路的最基本核心单元，时序逻辑电路所具备的记忆功能就是通过触发器的功能才得以体现的。触发器按照逻辑功能的不同，可以分为五种类型：ＲＳ触发器、ＪＫ触发器、Ｄ触发器、Ｔ触发器和Ｔ，触发器。其中Ｄ触发器在实际电路中得到较为广泛地应用，究其原因，我归纳了以下三点：１边沿Ｄ触发器允许在ＣＰ触发沿来到的前一瞬间加入信号，这样，输入端受干扰时间大大缩短，受干扰的可能性也就降低了。而ＲＳ触发器（基本ＲＳ触发器、同步ＲＳ触发器、主从ＲＳ触发器）分别具有不受统一ＣＰ脉冲控制、空翻现象、输出状态不定的问题，故其抗干扰能力较差。２Ｄ触发器只有一个信号输入端，与ｌＫ触发器有两个信号输入端相比，使用起来更加地方便。３Ｔ和Ｔ，触发器的逻辑功能可以方便地由Ｄ触发器转换而成。

（Multisim数电仿真）D触发器及应用

实验3.9 D 触发器及应用一、实验目的：1．了解边沿D 触发器的逻辑功能和特点。

2．掌握D 触发器的异步置0和异步置1端的作用。

3．了解用D 触发器组成智力抢答器的工作原理。

二、实验准备：和JK 触发器一样，D 触发器也属主、从触发器，为了实现异步置位、复位功能，D 触发器也设置了异步置位D S 和异步复位D R 端。

和JK 触发器不同的是，D触发器的异步置位D S 和异步复位D R 端是高电平有效，且当CP 信号来到时，上升沿触发。

它的特性表如表3.9.1所示。

表3.9.1：图3.9.1是利用CMOS 传输门构成的一种典型边沿D 触发器内部电路。

从图3.9.1中可以看到，反相器1G 、2G 和传输门1TG 、2TG 组成了主触发器，反相器3G 、4G 和传输门3TG 、4TG 组成了从触发器。

1TG 和3TG 分别为主触发器和从触发器的输入控制门。

当CP = 0、CP =1时，1TG 导通、2TG 截止，D 端的输入信号送人主触发器中，使Q '=D 。

但这时主触发器尚未形成反馈连接，不能自行保持，Q '跟随D 端的状态变化。

同时，由于3TG 截止、4TG 导通，所以从触发器维持原状态不变，而且它与主触发器之间的联系被3TG 所切断。

图3.9.1当CP 的上升沿到达时(即CP 跳变为1、CP 跳变为0)，1TG 截止、2TG 导通。

由于门1G 的输入电容存储效应，1G 输入端的电压不会立刻消失，于是Q '在1TG 切断前的状态被保存下来。

同时，由于3TG 导通、4TG 截止，主触发器的状态通过3TG和3G 送到了输出端，使=QQ '=D (CP 上升沿到达时D 的状态)。

可见，这种触发器的动作特点是输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，而且触发器所保存下来的状态仅仅取决于CP 上升沿到达时的输入状态。

因为触发器输出端状态的转换发生在CP 的上升沿，所以这是一个上升沿触发边沿触发器。

D触发器的设计和仿真

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。

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，观察是否有警告或者错误。

如果有，观察CIW窗口的提示。

D触发器及其应用

实验八D触发器及其应用一、实验目的1．熟悉基本D触发器的功能测试；2．了解触发器的两种触发方式（脉冲电平触发和脉冲边沿触发）及触发特点；3．熟悉触发器的实际应用；4.了解并掌握Multisim仿真软件的使用。

二、实验设备数字实验电路箱，74LS74，导线若干，Multisim数电仿真软件。

74LS74引脚图74LS74逻辑图三、实验原理D触发器在时钟脉冲CP的前沿（正跳变0到1）发生翻转，触发器的次态取决于脉冲上升沿到来之前D端的状态，即=D。

因此，它具有置0、置1两种功能。

由于CP=1期间电路具有维持阻塞作用，所以在CP=1期间，D端的数据状态变化，不会影响触发器的输出状态。

和分别是决定触发器初始状态的直接置0、置1端。

当不需要强迫置0、置1时，和端都应置高电平（如接+5V电源）。

74LS74、74LS175等均为上升沿触发的边沿触发器。

触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生器等。

四、实验内容1.测试D触发器的逻辑功能；2.构成异步分频器，构成2分频和4分频；3.构成同步分频器，构成2分频和4分频。

五、实验设计及实验仿真1.测试D 触发器的逻辑功能：（1）将74LS74的D S D R 端分别加低电平，观察并记录Q 端的状态；（2）令D S D R 端为高电平，D 端分别接高、低电平，用单脉冲做CP ，观察记录当CP 为0，上升，1,下降时Q 段状态的变化；（3）当D S D R 为高电平，CP=0(或CP=1)，改变D 端状态，观察Q 端的状态是否变化；（4）得到74LS74D 触发器的功能测试表：2.构成计时分频器，构成2分频和4分频：仿真如图所示：得到实验结果图如图所示：3.构成同步分频器，构成2分频和4分频：仿真如图所示：得到实验结果图如图所示：六、实验思考实验结束后，我们对下述电路进行了验证：完成两位竞赛抢答电路，观察抢答电路的工作情况，分析工作原理。

经过试验可得以下真值表：当主控1Rd=2Rd=0时，1D和2D置1置0都不会亮。

D触发器

基于 CMOS 的 D 触发器的设计一、设计目的：1、进一步熟悉cadence软件的使用；2、掌握cadence的原理图编辑及修改方法；3、掌握cadence前仿的参数设置和方法；4、掌握D触发器的功耗、截止频率和瞬态仿真。

二、设计和原理：触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。

D触发器在CLK 有效电平期间将D的状态输出。

用CMOS 做器件是集成电路的发展方向。

本次实验设计是用MOS 器件设计一个D触发器。

通过D触发器的功能设计电路图，再转换为MOS 器件的电路。

设计主要是根据D触发器的特性来设计的。

根据它的特性表画原理图D触发器的功能表如下；当CLK = 1 时触发器的Q*=D；当CLK = 0，触发器将保持不变，即Q*=Q。

D触发器的原理图：和主要参数：三、设计仿真：1、瞬态仿真①放参数设置②仿真结果2、功耗仿真①电流波形②平均电流值③功耗 P=U*I=1.8V*1.2094E-4=0.217692mW. 3．最高截止频率仿真Fmax=1/340p=2.94E8hz通过仿真验证，电路设计符合逻辑关系，完全正确的四、版图设计：五、实验总结;通过本次设计训练，使我对集成设计的基本流程有了进一步的了解，操作、动手能力方面也得到了很大的提高，熟悉并掌握了cadence的基本操作；但是在布线的时候出了问题，没能做出后面的工序，很是遗憾啊！希望在以后的学习中我能做到更好！由于MOS 器件内部有电容存在，所以信号的传输会有延时，而且各个器件的延时会进行叠加，这对输出的特性有很大的影响，有时会造成致命的错误，这对器件的使用范围会有制约，这是所不允许的。

通过电路原理图的调整可以解决一定的问题。

这个问题没有办法完全的解决。

这是因为器件的制造工艺的约束。

MOS 管的宽长比对MOS 电路的性能起着非常重要的作用。

因此在每个管子的选择都需要慎重。

对于怎样选择各个管子的参数目前还不知道有什么有效的简便的方法。