Триггеры с одним информационным входом
К триггерам с одним информационным входом относятся D- и Т-триггеры.
D-триггеры
D-триггер или триггер задержки (delay) передает на выход информацию, поступившую на вход при появлении синхронизирующего импульса, поэтому момент смены выходной информации несколько задерживается относительно момента смены входной информации. Логика работы D-триггера определяется уравнением:
Q t+1 = D.
Так триггер всегда синхронный, то целесообразно в функции переходов учитывать синхронизирующие импульсы, тогда
При С = 1 
,
a при С = 0 
и триггер сохраняет прежнюю информацию.
Синхронный D-триггер можно рассматривать как асинхронный RS-триггер с эквивалентными входами, у которого 
и 
. Однако, при определенных комбинациях D и С, на входах RS-триггера возникает запрещенная комбинация 
и 
. Чтобы исключить это явление и обесчить возможность использования RS-триггера для построения D-триггера, необходимо а входе RS-тригтера применить логические схемы.
Поскольку при С =0, независимо от значения D, состояние D-триггера не меняется, то для .RS-триггера с прямыми входами должно выполняться условие 
, а с инверсными – 
. Чтобы при С=1 триггер переключался в состояние D, необходимо обеспечить появление соответствующих сигналов на входах и . Записав по таблицам переключательные функции и находим для RS-триггера с прямыми и инверсными входами:
|
|
|
| D | C |
|
|
| D | C | 
| 
|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
|
|
| |||||||
Так как RS-триггер с прямыми входами обычно строят на элементах ИЛИ–НЕ, то, преобразуя в соответствии с законами инверсии выражения:
Структурная схема простейшего одноступенчатого D-триггера, построенного в соответствии с выражениями:
При С=0 Р1= 
=1, поэтому Rэкв=Sэкв=0 и RS-триггер сохраняет ранее записанную в нем информацию. Если С=1, то P1=0, тогда Rэкв= 
, Sэкв=D и в RS-триггер записывается входная информация (Q=D и 
= ).
Можно построить D-триггер на элементах И–ИЛИ–НЕ. При С=0 состояние триггера сохраняется неизменным независимо от значения D. Если же С=1, то сигнал D переводит триггер в соответствующее состояние.
Чтобы построить D-триггер на элементах И–НЕ, используя законы инверсии, преобразуем их к следующему виду:
Структурная схема D-триггера на элементах И–НЕ. При С=0 
, состояние триггера не меняется. Если С=1, то 
и триггер переключается в состояние, соответствующее входной информации.
|
|
|
На рисунке изображена схема двухступенчатого D-триггера, построенного на основе двухступенчатого JK-триггера и дополнительного инвертора. Если D = 1, J=1, К=0 и первая ступень JK-триггера тактовым импульсом переключается в единичное состояние, а после окончания тактового импульса в единичное состояние переходит выходная ступень. Если же D = 0, то К= =1, J=0 и триггер переходит в нулевое состояние. Таким образом, после окончания тактового импульса информация на выходе триггера соответствует информации на входе.
Использование JK-триггера в качестве D-триггера нерентабельно из-за большой по требляемой мощности, поэтому на элементах ТТЛ на ЭСТЛ разработаны специальны микросхемы, содержащие до четырех шестиэлементных двухступенчатых D-триггеро в одном корпусе, являющихся более экономичными.
Т-триггер
К триггерам с одним информационным входом относятся T-триггеры. При отсутствии сигналов (Т=0) триггер сохраняет свое состояние, а при их воздействии (Т=1) меняет состояние на инверсное. Функция переходов Т-триггера:
является неравнозначности (сложения по модулю 2), поэтому Т-триггеры широко применяются в счетчиках импульсов, в сумматорах накапливающего действия.
|
|
|
Кроме того, период TQ импульсов на выходе триггера в два раза больше периода опроса, поступающих на вход Т тактовых импульсов ТТ. Иными словами, такой триггер осуществляет деление частоты следования тактовых импульсов на два, что позволяет использовать Т-триггеры в качестве делителей частоты следования импульсов.
| Т | Qt | Qt+1 |
|
| 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | 0 |
Т-триггер может быть асинхронным и синхронным. В синхронном триггере, кроме входа Т имеется также вход синхронизации С. Переключение триггера в инверсное состояние происходит под действием синхронизирующего импульса при условии, что на входе Т действует единичный потенциал.
| С | Т | Qt | Qt+1 |
|
| 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Если же Т=0, то переключение триггера синхронизирующими импульсами не происходит. Функция переходов синхронного Т-триггера записывается следующим образом:
Принципиально Т-трнггер можно построить на основе любого из рассмотренных синхронных триггеров (RS, JK и D). Это достигается путем создания обратной связи с выхода триггера на его информационные втоды. При действии тактового импульса, подаваемого на вход С, триггер переключается в состояние, соответствующее сигналам на его информационных входах. Выходы триггера соединяют с информационными входами таким образом, что поступившая на входы после переключения триггера информация при действии следующего тактового импульса приведет к переключению триггера в инверсное предыдущему состояние. Чтобы во время действия тактового импульса новая информация с выходов триггера не поступала на его входы, в цепи обратной связи необходимо включать линии задержки, время задержки которых должно удовлетворять условию
|
|
|
TT>tЗ.Д> tИ
где TT и tИ – соответственно период и длительность следования тактовых импульсов.
Для переключения RS-триггера из нулевого в единичное состояние необходимо соединить вход S с инверсным выходом триггера, тогда при Q=0 ( =S=1) триггер переключится в единичное состояние. Для переключения его в нулевое состояние необходимо прямой выход Q соединить с входом R, тогда при Q=1 ( =S=1) триггер переключится в нулевое состоялне. При использовании D-тритгера достаточно вход D через линию задержки соединить с выходом .
Включать в цепи обратной связи линии задержки нецелесообразно из-за значительных габаритов, поэтому для построения Т-триггеров используют двухступенчатые триггеры, у которых новая информация на выходе появляется как раз после окончания действия тактового импульса. Обычно T-триггеры строят на основе двухступенчатых JK или D-триггеров.
У JK-триггера при J=К=1 
, т. е. каждым тактовым импульсом триггер переключается в инверсное состояние. Таким образом, достаточно соединить входы J и K, подав на них единичный потенциал, а в качестве входа Т использовать вход синхронизации С, и JK-триггер будет работать как асинхронный T-тригтер.
Для построения асинхронного Т-триггера на основе двухступенчатого D-триггера необходимо соединить вход D с инверсным выходом триггера, тогда 
и 
, т. е. и в этом случае при подаче на вход С тактового импульса триггер переключается в инверсное состояние.
При прямом входе синхронизации триггер переключается при переходе информации Т из 1 в 0. Следовательно, относительно информационного входа Т такие триггеры целесообразно рассматривать как триггеры с инверсным Т-входом и обозначать как одноступенчатые, чтобы исключить задержку между моментом смены входной информации и переключением выходной ступени. Если же у исходного триггера вход синхронизации инверсный, то построенный на его ocнове Т-триггер следует рассматривать с прямым Т-входом.
Функции переходов Т-триггера с инверсным Т-входом описываются выражениями:
Следовательно, у триггера с инверсным информационным входом на инверсном выходе получаем такой сигнал, как у триггера с прямым Т-входом на прямом выходе. Эта особенность асинхронных Т-триггеров имеет важное значение при соединении триггеров между собой в двоичных счетчиках.
Для построения синхронного Т-триггера на основе JK-триггера на объединеный JK-вход подают информационный сигнал Т.
Если Т-вход прямой, то в случае Т=J=К=1 при поступлении тактового импульса триггер должен переключатся в инверсное состояние, а при Т=J=К=0 – сохранять свое состояние неизменным. В триггере с инверсным Т-входом переключение происходит, когда Т=0 и сохраняется предыдущее стояние при Т=1. Такой триггер следует рассматривать как двухступенчатый с задержкой в переключении на длительность тактового импульса.
Построение синхронного триггера на основе D-триггера требует применения дополнительных логических элементов, так как вход D задействон в цепи обратной связи и не может быть использован в качестве входа Т. Даже наличие двух входов, связанных между собой по логике И, не меняет дела. Если на одном входе D действует нулевой потенциал, то D-триггер переключается в нулевое состояние, в то время как в соответствие с логикой работы Т-триггера при Т=0 он должен сохранять свое состояние неизменным.
Двухступенчатые триггеры
В одноступенчатой схеме синхронного триггера подготовка записываемой информации на входах триггера должна осуществляться до прихода управляющего сигнала на вход С. В двухступенчатой схеме триггера смена входной информации может происходить и во время действия управляющего сигнала, так как перезапись информации из первой ступени во вторую происходит по окончании его действия. Также такие схемы применяются для подавления краткосрочных помех на информационных входах.
Обычно такие триггеры строятся по принципу MS (Master-Slave).
В случае RS -триггера первая ступень M представляет собой синхронный RS-триггер, рассмотреный ранее. Отличие работы второй ступени S заключается в том, что ключи доступа к триггеру (элементу памяти) DD6 и DD7 управляются инверсным значением входного сигнала С.
Функционирование триггера происходит следующим образом: на выходе триггера М состояние изменяется по переднему фронту сигнала синхронизации и поступают на вход триггера S. На входе они хранятся до тех пор, пока не поступит задний фронт сигнала синхронизации, который благодаря инвертору становится для второго триггера передним фронтом. Таким образом, второй триггер записывает информацию в себя по наступлению заднего фронта синхронизации и за полный цикл синхронизации информация полностью записывается в триггер.
Необходимо заметить, что, как и в схеме одноступенчатого синхронного триггера, одновременная подача единиц на входы S, R, C вызывает непоределенное состояние рассматриваемого триггера. Этот недостаток устранен в схеме JK-триггера.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 26; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!