D觸發(fā)器實現(xiàn)的原理

從D觸發(fā)器的角度說明建立和保持時間。

上圖是用與非門實現(xiàn)的D觸發(fā)器的邏輯結構圖，CP是時鐘信號輸入端，S和R分別是置位和清零信號，低有效; D是信號輸入端，Q信號輸出端;

這里先說一下D觸發(fā)器實現(xiàn)的原理：（假設S和R信號均為高，不進行置位和清零操作）

CP=0時： G3和G4關閉，Q3和Q4輸出為’1’。那么G5和G6打開，Q5=D，Q6=/D。Q5，Q6

的信號隨輸入信號D的改變而變化; G1和G2構成一個SR鎖存器，我們知道，當SR鎖存器的S、R的輸入均為高的時候，鎖存器的輸出保持不變，所以Q和/Q保持不變。

CP從0跳變?yōu)?時： G3和G4打開，Q3=Q6=/D，Q4=Q5=D。由SR鎖存器的特性，Q=Q3=D，/Q=/D；CP=1時： 不管D怎么變化，Q3和Q4的信號都不會發(fā)生變化，所以輸出也不會改變，具體原因由興趣的可以推一下；下面就又重復CP=0的時刻了。

從上面的分析可以知道，輸入信號D是在CP=0的時刻，經(jīng)過與G5和G6兩個與非門的延遲Tsu之后才傳輸?shù)絈5和Q6端的，然后再CP跳變?yōu)?的時候被鎖存到輸出端的。

我們假設Tsu=5ns，如果D輸入信號在CP跳變?yōu)?之前4ns（《5ns）的時候，才發(fā)生變化，那么在CP跳變?yōu)?時，輸入信號D還沒有傳輸?shù)絈5和Q6，SR鎖存器鎖存的將是D變化之前的數(shù)據(jù)。也就是說D輸入信號只有在CP跳變之前》Tsu的時間里準備好，觸發(fā)器才能將數(shù)據(jù)鎖存到Q輸出端口，也就是所說的要保證信號的建立時間。

在CP跳變?yōu)?之后，Q5和Q6的信號要經(jīng)過G3和G4兩個與非門的延遲（Thd）才能傳遞到Q3和Q4，構成SR鎖存器之前的D輸入的阻塞，保證在CP=1是輸入數(shù)據(jù)變化不會影響鎖存結果。

我們假設Thd=5ns，如果D輸入信號在CP跳變?yōu)?之后5ns內發(fā)生跳變，因為此時Q3和Q4還沒發(fā)生變化，均為’1’，Q5和Q6的狀態(tài)將會發(fā)生跳變。在CP=1的時刻，Q3和Q4跟隨Q5、Q6的改變也發(fā)生跳變，末端SR鎖存器的輸出Q也發(fā)生跳變，造成輸出結果不對。 也就是說在CP跳變?yōu)?之后的Thd時間內，D信號不能發(fā)生變化，也就是所說的要保證信號的保持時間（Thd）。