2.6. Синхронный rs-триггер, тактируемый фронтом

Структурная схема такого триггера и временные диаграммы ее работы приведены на рис. 2.9,а,б. Ее можно представить схемой, включающей в себя два синхронных RS-триггера, тактируемых уровнем: основной (управляющий) триггер М (вентили В1 – В4) и вспомогательный (управляемый) триггер S (вентили В5 – В8). Выходы, триггера М через управляющую схему (В5, В6) подключены к входам, триггера S. Выходы Q, триггера S являются внешними. На схеме приведены цифровые коды состояний входов и выходов для трех временных интервалов С (по диаграмме входа). За исходное принято состояние Q = 0 ( = 1).

При отсутствии информации на входах, т.е. при S = 0, R = 0, С = 0 (первый интервал), единичные сигналы с выхода вентилей В1, В2 разрешают прохождение сигналов , через вентили В5, В6 на входы , триггера S и устанавливаются Q = , = . Так, наличие трех единиц на входе В6 обусловливает логический нуль на инверсном входе вентиля В8. В то же время = 0 обусловливает сигнал 1 на входе вентиля В7. Сигнал = 0 устанавливает = 1, = 0 (инверсное управление асинхронным RS-триггером на элементах И-НЕ). При отсутствии синхросигнала (С = 0) триггеры S и М соединены и состояние триггера S такое же, как триггера M (Q = , = ). При поступлении синхросигнала С (С = 1, второй интервал) разрешается проход сигналов со входов R, S (через вентили B1, B2). При С = 1, R = 0 вентиль B2 остается закрытым. При С = 1, S = 1 вентиль В1 открывается, на его выходе появляется логический нуль (с задержкой на ), который переключает триггер М (с задержкой на 2) в противоположное исходному состояние = 1 ( = 0). Но логический нуль с выхода вентиля В1 закрывает вентили В5, В6 на все время t_и действия импульса С (вступает в действие запрещающая связь между М и S), и информация с выходов , триггера М не может пройти на входы , триггера S. На это время t_и триггеры М и S разделены и каждый работает независимо от другого. При исчезновении импульса С (момент t₂, отрицательный фронт) на выходах вентилей В1, B2 устанавливаются единицы с задержкой на (интервал 3), что разрешает прохождение сигналов , через вентили В5, В6 на входы , (прекращается действие запрещающей связи между М и S) и только после этого происходит переключение триггера S в противоположное предшествующему состояние Q = 1 ( = 0) с задержкой на 3 после исчезновения импульса С.

Таким образом, прежняя информация на выходе Q () сохраняется в течение всего времениt_и (С = 1), что и позволяет производить считывание и запись информации в одном такте.

Синхровход С на рис. 2.9,в статический прямой, на рис. 2.9,г,д синхровходы динамические инверсные.

На рис. 2.10 приведена структурная схема другой разновидности RS-триггера – схема М-S с инвертором. Эта схема работает точно так же, как рассмотрено выше, только запрещающие связи на входы вентилей В5, В6 заменены на выходной сигнал инвертора (В9), который выполняет точно такую же роль. Общее время переключения этих схем составляет 6. Минимальная длительность тактаТ_min не должна быть меньше 6, а максимальная частота переключения триггера

.

Схема М-S с коммутирующими транзисторами приведена на рис. 2.15. УГО рассмотренных триггеров, тактируемых фронтом, в соответствии с ГОСТ 2.743-91 приведены на рис. 2.9,в,г,д. Триггеры по системе М-S относятся к двухступенчатым, для которых предусмотрено специальное обозначение «ТТ» в основном поле УГО (см. рис. 2.9,в).

С другой стороны, входы, по фронту которых происходит переключение триггера, называются динамическими и снабжаются специальными метками, как показано на рис. 2.9,г (для инверсного динамического входа). Триггер при этом может быть не двухступенчатым, а, например, по схеме трех триггеров. Однако и у двухступенчатого триггера (по схеме М-S) синхровход С тоже является динамическим. Поэтому УГО на рис. 2.9,д, хотя в нем и имеется избыточная информация, не противоречит ГОСТу.

Таблица состояний RS-триггеров, тактируемых фронтом, такая же, как всех других RS-триггеров (см. табл. 2.1, 2.2), но синхросигнал С – динамический. Особенность таблицы состояний для триггеров с динамическим управлением рассмотрена далее (табл. 2.8 и 2.9).