Синхронные rs-триггеры
Одноступенчатые синхронные RS-триггеры. Синхронные RS-триггеры имеют дополнительный С-вход для подачи синхронизирующих импульсов, под действием которых происходит изменение их состояния. Сигналы на информационные S- и R-входы выставляются до подачи синхроимпульса. Синхронные триггеры строят по одноступенчатой и двухступенчатой схемам.
Для построения одноступенчатого синхронного RS-триггера на входы его асинхронного аналога достаточно включить два логических элемента. Такой триггер со схемой управления на логических элементах И-НЕ и его условное графическое обозначение приведены на рис. 7.
Работа
триггера осуществляется следующим
образом. При С
= 0
независимо от состояния информационных
S-
и R-входов
на выходах логических элементов
формируются сигналы
=
=
1,
при которых синхронный триггер с
инверсными входами находится в режиме
хранения (лог. 1 для него – неактивный
уровень).
|
|
|
а |
б |
в |
Рис. 7. Схема одноступенчатого синхронного RS-триггера (а), его условное графическое обозначение (б) и временные диаграммы работы триггера (в) |
||
При С = 1 (разрешающий уровень) информация с S- и R-входов записывается в триггер, что иллюстрируют временные диаграммы на рис. 7, в. Следует отметить, что полученный синхронный RS-триггер является триггером с прямыми входами, что отражено на его условном обозначении (рис. 7, б).
Двухступенчатые синхронные триггеры. Двухступенчатые триггеры реализуются по схеме «ведущий-ведомый» на основе двух синхронных RS-триггеров, которые соединяются так, что выходы первой ступени являются входами второй. На триггер первой ступени подается исходный синхросигнал, на триггер второй ступени – его инверсия. Выходом двухступенчатого триггера является выход второй ступени (рис. 8, а). В условном графическом обозначении триггера появляются две буквы Т, что означает «триггерная система» (рис. 8, б).
-
а
б
Рис. 8. Схема двухступенчатого синхронного RS-триггера (а) и его условное графическое обозначение (б)
Занесение информации в триггер производится в два этапа. При С = 1 производится запись информации в триггер Т1, триггер Т2 при этом заблокирован и находится в режиме хранения, так как на его С-вход через инвертор подается нулевой сигнал.
При С = 0 блокируется триггер Т1, на С-вход триггера Т2 поступает единичный сигнал, и информация с выходов Т1 переписывается на вход Т2.
Таким образом, запись информации в двухступенчатый триггер происходит по срезу (по перепаду из 1 в 0) входного синхроимпульса, что нашло отражение на условном графическом обозначении триггера по С-входу (см. рис. 8, б).
D-триггеры
Один из способов устранения недостатка RS-триггеров – наличие запрещенной комбинации входных сигналов – привел к появлению D-триггеров. В D-триггерах запрещенная комбинация исключается путем соединения через инвертор S- и R-входов синхронного RS-триггера (рис. 9, а). Таким образом, D-триггеры имеют один информационный D-вход и С-вход для подачи синхроимпульсов. При этом на информационные входы RS-триггера никогда не поступают одинаковые сигналы, то есть исключается не только запрещенная комбинация (S = R = 1), но режим хранения (S = R = 0), который реализуется путем подачи С = 0. На рис. 9, б и в приведено условное графическое обозначение D-триггера и временные диаграммы его работы.
|
|
|
а |
б |
в |
Рис. 9. Схема D-триггера (а), его условное графическое обозначение (б) и временные диаграммы работы D-триггера |
||
На временных диаграммах видно, что прохождение входного сигнала на выход схемы D-триггера задерживается до появления синхроимпульса, поэтому их называют триггерами задержки (delay – задержка). Иначе говоря, на входе D-триггера с приходом тактового импульса появляется информация, которая была на входе D в предыдущем такте: Qn+1 = Dn. Следует также заметить, что для устойчивой работы схемы необходимо, чтобы информация на входе D не изменялась во время действия тактового импульса.
По выполняемым функциям D-триггеры не отличаются от синхронных RS-триггеров, однако, имеют меньшее число входов. Это обстоятельство послужило основанием для изготовления D-триггеров в виде микросхем.
Т-триггеры
Этот тип триггеров представляет собой последовательностные устройства с единственным входом, на который поступают тактовые импульсы. Каждый тактовый импульс изменяет состояние триггера на противоположное.
Основой для построения Т-триггеров могут служить двухступенчатые синхронные RS-триггеры, в которых для изменения состояния триггера на инверсное используются собственные выходные сигналы. При этом инверсный выход должен быть соединен с S-входом, а прямой выход – с R-входом триггера (рис. 10, а).
|
|
|
а |
б |
в |
Рис. 10. Схема T-триггера (а), его условное графическое обозначение (б) и временные диаграммы работы T-триггера (в) |
||
Т-триггер является двухступенчатым триггером, поэтому его срабатывание происходит в два этапа. По приходу тактового импульса на вход Т (на вход С первого триггера приходит лог. 1) информация с выходов Q и записывается в триггер Т1. При этом триггер Т2 находится в режиме хранения информации, так как на его С-вход подан через инвертор лог. 0. Состояние выходов Q и остается неизменным.
По окончании тактового импульса (на С-вход триггера Т1 приходит лог. 0) первый триггер блокируется, а информация с его выходов записывается в триггер Т2, так как на его С-входе в это время присутствует лог. 1.
Принцип функционирования Т-триггера подтверждается временными диаграммами его работы (рис. 10, в), из которых следует, что переключение Т-триггера происходит по срезу тактовых импульсов. Эта особенность показана на условном графическом обозначении триггера (рис. 10, б).