使用或非门和与非门实现触发器

大家好，上次我们研究了D触发器，今天我们继续研究。在开始之前，先来做一点删减，之前我们讨论了用或非门或者与非门实现触发器的方法，在功能上两种实现方法完全相同，在输入输出和实现上略微有些差异。

D触发器

二输入与非门或或非门用CMOS电路实现需要2个NMOS和2个PMOS，总共4个MOS管，用NMOS电路实现需要2个NMOS。

而二输入与门用CMOS电路实现需要3个NMOS和3个PMOS，总共6个MOS管，用NMOS电路实现需要3个NMOS。

这样一套下来，选择与非门电路，可以只使用一种逻辑门，电路实现更加一致,还可以减少MOS管使用的数量。

现在我们来看这个触发器和他的真值表

我们可以看到，当CLK控制信号输入为0时，D的信号是无法通过两个（与非门）组成的屏障，因此屏障之后的RS触发器的状态不会发生改变

输入信号D就被忽视掉了。

再来看，当CLK控制信号输入为1时，（与非门）屏障被打开了，输入信号D可以通过屏障直接改变RS触发器的状态

我们把一个时钟信号作为CLK的输入

那么，D的输入信号，在时钟处于高电平是有效的，低电平时，D的输入则被无视。

我们把这种在一种电平状态中持续有效或无效的触发器叫做（电平触发D触发器。）

对一个电平触发D触发器来说，当CLK为高电平时，D的输入会忠实的反馈在输出Q和Q！上，即便是D信号上的噪声也一样会被输出到Q。大门打开的时间太长了，房子里的RS触发器很没有安全感。

接下来就回到我们今天的主题，怎么让大门开的时间短一点，减少坏人进来的风险。

真值表和非门先拿走，再复制一个触发器出来。

把左边触发器的输出和右边触发器的输入相连，再在两个触发器的CLK之间接入一个非门。再把原先触发器D上的非门还回来。

这样，一个主从结构的D触发器就做好了。我们叫这个触发器为 （主从边沿D触发器）

我们来看一下这个触发器的工作状态。

我们把左边的触发器叫主触发器，右边的触发器叫从触发器

首先当第一个时钟高电平周期到来的时候，主触发器是关闭的，输入D进入主触发器，然而这时的触发器输出Q*的值，可能是0，也可能是1。这个值由主触发器的初始值决定。

这个不确定的主Q*值会被传递到从触发器，因为这时的从触发器大门是打开的。

Q的输出也不确定

接下来，时钟进入底电平周期，主触发器大门打开，从触发器大门关闭，D传递到Q*，但此时Q输出没有变化，因为从触发器处于关闭状态。

又到了下一个高电平周期，这里要注意，当CLK信号从低电平向高电平反转的这一刻，输出Q的状态变成Q*的状态，而且由于主触发器此时处于关闭状态，D的任何变化都影响不到Q的输出。并且从这一刻开始Q的输出是稳定的输出。

继续往下走，主改变，从不改变，Q输出不变

好，再往下，主不变，从改变。

通过上面的分析，我们可以得出2个结论

第一个、主从触发器输出状态的改变，只发生在控制信号发生转变的时刻，在我们这个图里，是发生在时钟上升沿的时候。我们也可以移动两个触发器CLK之间的非门，让他变成只在下降沿响应。

第二个、主从结构的边沿触发器，启动有一个时钟周期的延迟。从第二个时钟周期才开始有稳定的输出。