基于LabVIEW的D觸發器的設計

周天宏

（蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 730021）

0 引言

在數字電路中，常常需要將二進制的代碼信息保存起來進行處理。觸發器[1]就是實現存儲二進制信息功能的基本邏輯單元電路。觸發器具有兩個能自行保持的穩定狀態，用來表示邏輯1和0（或二進制數的1和0），所以又叫雙穩態電路。電平觸發的主從觸發器工作時，必須在正跳沿前加入輸入信號。如果在CP高電平期間輸入端出現干擾信號，那么就有可能使觸發器的狀態出錯。而邊沿觸發器允許在CP觸發沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受干擾的時間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發器也稱為維持-阻塞邊沿D觸發器。

本文在充分研究觸發器的基礎上，結合LabVIEW處理數據特點，利用圖像化編程模塊來實現邊沿D觸發器的功能。

1 開發環境

虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。LabVIEW圖形化開發工具是一種程序開發環境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發，用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而LabVIEW]則采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了VI及函數的執行順序。VI指虛擬儀器，是LabVIEW的程序模塊[2-3]。

2 D觸發器的設計

2.1 D觸發器的結構

電平觸發的主從觸發器工作時，必須在正跳沿前加入輸入信號。如果在CP高電平期間輸入端出現干擾信號，那么就有可能使觸發器的狀態出錯。而邊沿觸發器允許在CP觸發沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受干擾的時間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發器也稱為維持-阻塞邊沿D觸發器。

圖1 D觸發器的電路結構圖

圖2 D觸發器的邏輯符號

2.2 D觸發器前面板設計

由D觸發器的工作原理，結合Labview軟件的特點，本設計分為前面板設計和程序框圖的設計。前面板是虛擬儀器的軟件的最上層，它直接面向用戶。它通過一個友好的圖形界面，模擬傳統電子技術儀器箱操作，實現對虛擬儀器的控制、顯示處理。如圖3所示，本仿真軟件的界面由波形顯示控件，輸入端D，時鐘頻率輸入，占空比輸入等控件構成。

2.3 D觸發器程序框圖設計

前面板是觸發器的可視化部分，而D觸發器的所有功能的實現都是由程序框圖來控制的。為了使得設計簡潔易懂，這里首先設計了兩個子VI：時鐘VI和D觸發器VI。時鐘子VI用來產生CP信號。其中，時鐘頻率和占空比作為可輸入框顯示在前面板上，程序框圖如圖4所示。D觸發器子VI用來實現觸發器的所有功能，其中，D輸入端口，輸出端Q、Q’顯示在前面板上，程序框圖如圖5所示。將兩個子VI和其他控件連接，構成完整的程序。本設計的整體程序框圖如圖6所示。

圖4 時鐘子VI程序框圖

圖5 D觸發器子VI程序框圖

圖6 整體程序框圖

3 結果分析

設置適當的時鐘頻率和占空比，單擊運行按鈕，點擊輸入端D（按鈕按下為邏輯0，彈起為邏輯1），從前面板可看出，在CP上升沿處，觸發器被觸發，輸出變化，而其他時刻輸出均保持原狀態不變。

4 結論

實驗結果表明，本文設計的D觸發器仿真軟件，前面板界面友好，操作簡單，結果顯示直觀易讀，實現了D觸發器的所有功能。體現了LabVIEW圖形化編程語言的靈活性。

［1］李中發.數字電子技術[M].中國水利水電出版社,2010.

［2］遲海.基于LabVIEW的智能粘度儀設計[J].電子測量與儀器學報,2009.

［3］田浩.基于LabVIEW的多功能數字濾波器設計[J].電子測量技術,2011.