D型触发器 #
下面这个电路在 RS触发器基础之上,在 R 和 S 开关之后,加入了两个与门,同时给这两个与门加入了一个时钟信号 CLK 作为电路输入。
这样,当时钟信号 CLK 在低电平的时候,与门的输入里有一个 0,两个实际的 R 和 S 后的与门的输出必然是 0。也就是说,无论我们怎么按 R 和 S 的开关,根据 R-S 触发器的真值表,对应的 Q 的输出都不会发生变化。
只有当时钟信号 CLK 在高电平的时候,与门的一个输入是 1,输出结果完全取决于 R 和 S 的开关。我们可以在这个时候,通过开关 R 和 S,来决定对应 Q
的输出。
通过一个时钟信号,我们可以在特定的时间对输出的 Q 进行写入操作
如果这个时候,我们让 R 和 S 的开关,也用一个反相器连起来,也就是通过同一个开关控制 R 和 S。只要 CLK 信号是 1,R 和 S 就可以设置输出 Q。而当 CLK 信号是 0 的时候,无论 R 和 S 怎么设置,输出信号 Q 是不变的。这样,这个电路就成了我们最常用的 D 型触发器。用来控制 R 和 S 这两个开关的信号呢,我们视作一个输入的数据信号 D,也就是 Data,这就是 D 型触发器的由来。
把 R 和 S 两个信号通过一个反相器合并,我们可以通过一个数据信号 D 进行
Q 的写入操作
一个 D 型触发器,只能控制 1 个比特的读写,但是如果我们同时拿出多个 D 型触发器并列在一起,并且把用同一个 CLK 信号控制作为所有 D 型触发器的开关,这就变成了一个 N 位的 D 型触发器,也就可以同时控制 N 位的读写。
CPU 里面的寄存器可以直接通过 D 型触发器来构造。我们可以在 D 型触发器的基础上,加上更多的开关,来实现清 0 或者全部置为 1 这样的快捷操作。