_18Л_ДвухступенчатыеТриггеры

Тактируемые триггеры

Тактируемые логические схемы кроме информационных входов имеют один или несколько входов синхронизации. Тактовые синхроимпульсы позволяют разнести во времени переходные процессы в различных каскадах логических устройств, чтобы избежать ложных срабатываний в моменты переключения. Простейшими примерами могут служить синхронный RS- и D-триггеры. Достаточно часто используют две тактовые последовательности синхроимпульсов с одинаковой частотой, но смещенных на половину периода. В сложных системах может использоваться большее число тактовых последовательностей. Тактированные логические устройства работают медленнее асинхронных, сложнее и потребляют больше энергии питания, но функционируют более устойчиво.

Двухступенчатые триггеры

Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации состоят из двух триггеров. Первый называется ведущим, второй — ведомым т (рис. 1).

Рис.1

Оба триггера — синхронные RS-триггеры, но имеют противоположные синхровходы. Ведущий триггер срабатывает при С = 1, имеет прямой синхронизирующий вход, а ведомый при С = 0. Для этого синхроимпульс подвергается инверсии.

На первом этапе, когда происходит запись информации в ведущий триггер, ведомый отключен и продолжает сохранять предыдущее состояние. Когда синхроимпульс заканчивается, ведущий триггер переходит в режим хранения и происходит перезапись его состояния в ведомый триггер. Таким образом, происходит поэтапная запись информации.

В двухступенчатом триггере устраняется противоречие между процессами хранения старой и приема новой информации. Это дает возможность построения синхронных автоматов без опасных временных состояний, исключить предпосылки к режиму генераций. Позволяет обеспечить высокую надежность функционирования триггеров с внутренними цепями обратной связи. В то же время схемы этих триггеров более сложные, чем схемы триггеров с динамическим входом, а быстродействие ниже.

Часто двухступенчатый триггер называют MS-триггером от английских слов «master» и «slave» — хозяин и раб. На принципиальных схемах двухступенчатые триггеры обозначаются сдвоенной буквой (ТТ) рис. 2.

Рис.2

По структуре двухступенчатого триггера могут быть построены любые типы триггеров.

JK-триггер

JK-триггеры — это двухступенчатые универсальные синхронные триггеры. Универсальность заключается в том, что на их основе можно сделать любой другой тип логических триггеров RS, D, Т.

JK триггер является двухступенчатым триггером с дополнительными обратными связями, исключающими появление запрещенных комбинаций. Для этого его управление входами первого триггера построено на элементах 3И (DD1-DD2) и имеет два дополнительных входа, на которые и подаются обратные связи. На рис. 3 приведена подробная схема и условное изображение JK-триггера.

Рис.3

При уровне логического 0 на входе С первый RS-триггер не реагирует на сигналы входов J и К. При подаче на вход С = 1 первый RS-триггер устанавливается в состояние, определяемое сигналами на J и K входах. При этом связь между RS-триггерами обрывается, т. к. элементы И DD3-DD4 устанавливаются в нулевое состояние. Подача вновь сигнала С = 0 на синхровход JK-триггера приводит к отключению первого RS-триггера от входных сигналов из-за элементов DD1, DD2. Однако, при С = 0 через инвертор DD5 на входы элементов DD3, DD4 поступает логическая единица и состояние первого RS-триггера перезаписывается во второй.

На основе JK-триггера может быть построен любой другой триггер (рис.4). На рис.4, а — синхронный RS-триггер, на рис.4, б — D-триггер, на рис.4, в — синхронный Т-триггер, на рис.4, г — асинхронный T-триггер.

Рис.4

JK-триггер, как и другие типы триггеров, может дополнительно иметь входы начальной установки (рис.4, д), которые являются инверсными по отношению ко входам J.K.

JK-триггеры — это более сложные триггеры, содержат большее число элементов, поэтому потребляемая мощность Р_пот оказывается большой. Меры, принимаемые к уменьшению потребляемой мощности, нередко приводят к ухудшению частотных свойств. JK-триггер вследствие своей универсальности и отсутствия запрещенных комбинаций находит широкое применение в цифровой технике.