21. Jk-mSиDv-mSтриггеры. Схема, временная диаграмма, определение параметров.

Синхронный двухступенчатый (Master-Slave, MS) триггер — это триггерная схема, состоящая из двух частей, т.е. двух последовательно соединенных триггеров со статическим управлением записью, одновременный прием информации в которые запрещен. Это достигается включением инвертора в цепь синхронизирующих импульсов для второй.

Логика работы синхронного двухступенчатого триггера следующая:

• при С = 0 прием входной информации в первую ступень триггера закрыт. А поскольку на синхронизирующий вход второй ступени благодаря инвертору поступает сигнал 1, то прием информации во вторую ступень открыт. Вторая ступень принимает(копирует) информацию, хранимую в первой ступени триггера. Следовательно, при С = 0 состояние обеих ступеней двухступенчатого триггера одинаково; в этом состоянии можно менять сигналы на логических входах без изменения состояния двухступенчатого триггера;

• при С = 1 картина меняется: первая ступень открыта, а вторая, благодаря инвертору, закрыта по синхронизирующему входу. Информация, находящаяся на логических входах двухступенчатого триггера, принимается в первую ступень, а вторая ступень остается в покое.

Таким образом, при изменении 0/1 синхросигнала входная информация принимается в первую ступень, а при изменении 1/0синхросигнала новое состояние первой ступени передается во вторую ступень, т.е. появляется на выходе Q двухступенчатого триггера.

Синхронный двухступенчатый RS-триггер представляет собой схему, состоящую из двух синхронных RS-триггеров со статическим управлением записью.

Синхронный двухступенчатый JK-триггер. Данный триггер имеет два входа J и К. Если J = K = 1, то триггер с приходом синхроимпульса изменяет свое состояние на противоположное. При остальных значениях входов J и К триггер повторяет таблицу переходов RS-триггера. Синхронный двухступенчатый RS-триггер, который имеет несколько S и R входов, объединенных функцией конъюнкции, легко преобразуется в синхронный JK-триггер. Для этого необходимо завести обратную связь с выходов триггера на его входы как показано на рис. 3.8.

Другой пример JK-триггера показан на рис. 3.10. Здесь элементы D5 и D6, отделяющие вторую ступень от первой, управляются не отдельным инвертором, а схемой управления первой ступени (элементы D1 и D2).

Если С = 0, то элементы D1 и D2 закрыты и изменения сигналов на входах J и К не влияют на состояние триггера.

Передний фронт синхроимпульса (фронт 0/1) переключает в «0» элемент D1 или элемент D2 в зависимости от входных сигналов и состояния триггера второй ступени. Этот нулевой сигнал в начале отсоединяет вторую ступень от первой, а затем устанавливает ЗЯ первой ступени в требуемое состояние. Задний фронт синхроимпульса (фронт 1/0) сначала отделяет первую ступень от входной информации, а затем открывает элементы D5 и D6, разрешая ЗЯ второй ступени скопировать состояние первой ступени.

Асинхронные входы двухступенчатого триггера. Обычно все синхронные триггеры со сложной внутренней организацией (двухступенчатые и с динамическим управлением записью) имеют асинхронные входы предварительной установки триггера в состояние 0 или 1 (см. рис. 3.10).Сигналы, поступающие на данные входы, пользуются приоритетом, т.е. независимо от состояния других входов триггера эти сигналы сразу (по переднему фронту) устанавливают триггер в определенное состояние. Буквой S обозначают асинхронный вход для установки триггера в состояние 1, а буквой R — асинхронный вход для установки триггера в состояние 0. Синхронный триггер по установочным входам реализует таблицу переходов асинхронного RS-триггера.

Синхронный двухступенчатый DV-триггер. Если в качестве первой ступени применить синхронный D-триггер со статическим управлением записью, а в качестве второй - синхронный RS-триггер, то получится синхронный двухступенчатый D-триггер. На рис. приведена схема синхронного D-триггера с запрещающими связями. Если в элементах 1 и 2 ввести дополнительные входы, то можно получить синхронный двухступенчатый DV-триггер (вход V показан пунктирными линиями).

Основными динамическими параметрами триггерных схем являются:

• задержки переключения по различным входам,

• время предварительной установки логических сигналов,

• время удержания логических сигналов.

Задержки переключения триггера по синхронизирующему входу С из 0 в 1 и из 1 в 0 определяются задержками последовательно переключаемых логических элементов при изменении синхроимпульса из 1 в 0 (см. рис. 3.11). В силу симметричности структуры триггера задержки переключения для прямого и инверсного выходов триггера одинаковы. Положим, что все логические элементы имеют одинаковые задержкиt¹⁰,t⁰¹.Задержки переключения триггера по синхронизирующему входу С равны: ;;

Задержки переключения по установочным входам равны: ;;;.

Время предварительной установки (t_уст) для триггерных схем — это интервал времени, в течение которого сигнал, поданный на логический вход, должен оставаться неизменным до активного изменения сигнала на входе С триггера.

Активным называют такое изменение синхроимпульса, которое вызывает переключение выходного сигнала. Для синхронного двухступенчатого триггера — это изменение 1/0 синхроимпульса. Таким образом, поступление новой информации на логические входы триггера должно опережать активный фронт синхроимпульса как минимум на время t_уст.

Время предварительной установки логических сигналов для синхронных двухступенчатых триггеров должно быть больше или равно длительности подаваемого синхроимпульса ( t_уст≥ t_и ), т.е. новый сигнал на логический вход триггера должен подаваться до появления синхроимпульса или, в крайнем случае, одновременно с ним.

Время удержания (t_уд) для триггерных схем — это минимальный интервал времени, в течение которого сигнал на логическом входе должен оставаться неизменным после активного изменения сигнала на входе С триггера.

Сигнал на логическом входе должен оставаться неизменным после активного изменения сигнала на входе С триггера так долго, чтобы обеспечить надежное переключение триггера. Поскольку для синхронных двухступенчатых триггеров переключение синхроимпульса из 1 в 0 нейтрализует действие логических входов, то время удержания сигналов на логических входах синхронных двухступенчатых триггеров равно нулю (t_уд = 0).