邊沿D觸發(fā)器，也稱為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器，是一種在時鐘信號的邊沿（通常是上升沿或下降沿）觸發(fā)翻轉的數(shù)字電路元件。其工作原理如下：

一、電路組成

邊沿D觸發(fā)器通常由6個與非門組成，其中G1和G2構成基本RS觸發(fā)器，G3和G4構成時鐘控制電路，G5和G6組成數(shù)據(jù)輸入電路。此外，還有一些觸發(fā)器可能包含預置端（SD）和清零端（RD），它們分別用于觸發(fā)器的置1和置0操作，且通常為低電平有效。

二、工作原理

1. 時鐘信號為低電平時：

• 與非門G3和G4被封鎖，其輸出為高電平，觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。

• 同時，由于反饋信號的作用，G5和G6可能被打開，以接收并鎖存輸入信號D的值。但需要注意的是，在時鐘信號為低電平時，輸入信號D的變化并不會影響觸發(fā)器的狀態(tài)。

2. 時鐘信號由低電平變?yōu)楦唠娖綍r（上升沿）：

• 與非門G3和G4被打開，其輸入狀態(tài)由G5和G6的輸出狀態(tài)決定。

• 此時，輸入信號D的值被送到G5和G6的輸入端，并通過它們影響G3和G4的輸出狀態(tài)。

• 由于G3和G4的輸出狀態(tài)互補（即一個為高電平，另一個為低電平），它們將分別封鎖或打開通往基本RS觸發(fā)器的路徑。

• 具體地，若G3輸出為低電平，它將封鎖通往G5的反饋線，從而阻止輸入信號D影響基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)。同時，G4的輸出為高電平，它將打開通往G6的反饋線（但此時G6的輸出已由D決定，因此不再變化）。這樣，觸發(fā)器保持在當前狀態(tài)不變。

• 若G4輸出為低電平，情況類似，只是此時觸發(fā)器將準備翻轉到與D相反的狀態(tài)。

• 然而，由于邊沿觸發(fā)器的特性，真正的翻轉發(fā)生在時鐘信號的上升沿時刻。在上升沿到來時，觸發(fā)器根據(jù)此時刻輸入信號D的值進行翻轉。

3. 時鐘信號為高電平時：

• 輸入信號D的變化被封鎖，不再影響觸發(fā)器的狀態(tài)。這是因為G3和G4的輸出狀態(tài)已經(jīng)確定，并且它們通過反饋線封鎖了通往基本RS觸發(fā)器的路徑。

• 觸發(fā)器保持翻轉后的狀態(tài)不變，直到下一個時鐘周期的上升沿到來。

三、特性與優(yōu)點

1. 邊沿觸發(fā)：邊沿D觸發(fā)器在時鐘信號的邊沿（如上升沿）觸發(fā)翻轉，這使得它對輸入信號的干擾具有較強的抵抗能力。

2. 維持-阻塞結構：該觸發(fā)器采用維持-阻塞結構，確保在時鐘信號的高電平期間輸入信號的變化不會影響觸發(fā)器的狀態(tài)。

3. 高速與抗干擾：與主從觸發(fā)器相比，邊沿觸發(fā)器具有更高的工作速度和更強的抗干擾能力。

綜上所述，邊沿D觸發(fā)器是一種在時鐘信號邊沿觸發(fā)翻轉的數(shù)字電路元件，其工作原理基于時鐘控制電路、數(shù)據(jù)輸入電路和基本RS觸發(fā)器的相互作用。通過維持-阻塞結構，它確保了觸發(fā)器狀態(tài)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。