基于LabVIEW的D触发器的设计

2015-01-02周天宏

科技视界 2015年1期

周天宏

（兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州 730021）

0 引言

在数字电路中，常常需要将二进制的代码信息保存起来进行处理。触发器[1]就是实现存储二进制信息功能的基本逻辑单元电路。触发器具有两个能自行保持的稳定状态，用来表示逻辑1和0（或二进制数的1和0），所以又叫双稳态电路。电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。

本文在充分研究触发器的基础上，结合LabVIEW处理数据特点，利用图像化编程模块来实现边沿D触发器的功能。

1 开发环境

虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。LabVIEW图形化开发工具是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW]则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块[2-3]。

2 D触发器的设计

2.1 D触发器的结构

电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。

图1 D触发器的电路结构图

图2 D触发器的逻辑符号

2.2 D触发器前面板设计

由D触发器的工作原理，结合Labview软件的特点，本设计分为前面板设计和程序框图的设计。前面板是虚拟仪器的软件的最上层，它直接面向用户。它通过一个友好的图形界面，模拟传统电子技术仪器箱操作，实现对虚拟仪器的控制、显示处理。如图3所示，本仿真软件的界面由波形显示控件，输入端D，时钟频率输入，占空比输入等控件构成。

2.3 D触发器程序框图设计

前面板是触发器的可视化部分，而D触发器的所有功能的实现都是由程序框图来控制的。为了使得设计简洁易懂，这里首先设计了两个子VI：时钟VI和D触发器VI。时钟子VI用来产生CP信号。其中，时钟频率和占空比作为可输入框显示在前面板上，程序框图如图4所示。D触发器子VI用来实现触发器的所有功能，其中，D输入端口，输出端Q、Q’显示在前面板上，程序框图如图5所示。将两个子VI和其他控件连接，构成完整的程序。本设计的整体程序框图如图6所示。