15.8 Счетные триггеры

Счетный триггер или триггер типа Т имеет один счетный (информационный) вход Т и один или два входа начальной установки. Триггер переходит в состояние противоположное исходному с приходом каждого импульса на счетный вход Т (от англ. Toggle – релаксатор). Строятся счетные триггеры на основе триггеров типа D с динамическим управлением или двухступенчатых синхронных триггеров.

Двухступенчатый триггер строится на основе двух одноступенчатых синхронных триггеров, включенных последовательно. Такая схема построения триггера получила название «M-S» (master-slave = хозяин-раб) или в русской интерпретации ведущий – ведомый. Логическая схема двухступенчатого триггера SR-типа, построенного по схеме M-S, и его структурное изображение приведено на рисунке 15.14. Причем на первый триггер синхронизирующие импульсы C поступают в прямой форме, на вход второго – в инверсной форме.

Когда на вход синхронизации С приходит положительный импульс, происходит запись информации в ведущий триггер. В это время на входе ведомого триггера действует нулевой уровень сигнала , триггер находится в неактивном состоянии и не воспринимает информацию с выходов P и ведущего триггера. В момент перехода импульса C с единицы на нуль (1/0) ведущий триггер переходит в пассивное состояние, зафиксировав на своих выходах Р, принятую информацию. Спустя время t₃₁, равное времени задержки переключения инвертора 5, единичное напряжение установится на выходных логических ячейках ведомого триггера. Последний перейдет в активный режим записи входной информации, имеющейся на выходах ведущего триггера. Сигналы на выходах Q и триггера появятся еще через 2t₃₁, поэтому суммарная задержка составит 3t₃₁ после поступления отрицательного фронта тактирующего импульса С. Временные диаграммы работы двухступенчатого триггера приведены на рисунке 15.15.

На функциональной схеме синхронизирующий вход С обозначен как инверсный динамический, принадлежность триггера к классу двухступенчатых отмечено сдвоенной буквой Т. Кроме того, показаны асинхронные входы начальной установки триггера (S_A, R_A), которые могут быть заведены непосредственно на входы ячеек ведущего и ведомого триггеров.

Как самостоятельные изделия двухступенчатые синхронные триггеры не выпускаются, но они являются базой для построения счетных т-триггеров и универсальных jk - триггеров.

Рисунок 15.4 – Логическая схема:

а − JK-триггера; б − Функциональное обозначение

Рисунок 15.15 – Синхронный двухступенчатый триггер:

а − временные диаграммы; б − функциональное значение

Счетный триггер на базе синхронного двухступенчатого триггера строится следующим образом: выход соединяется со входом S, а выход Q – со входом R. Пусть на выходах триггера Q = 0, = 1. После прохождения первого тактирующего импульса (по его срезу) на входе Q установится высокий уровень, на входе – уровень лог. 0.

После второго импульса триггер вновь возвратится к исходному состоянию, потому что нулевое напряжение с выхода по входу S запишется на прямой выход триггера. Следовательно, текущее состояние триггера определяется его состоянием на предыдущем такте и информацией на входе:

Q_n+1 = Q_n  _n T_n.

Это выражение соответствует функции «исключающее ИЛИ» или «сумма по mod 2», отчего он получил название «счетный». Его второе название – «делитель частоты на 2», т.к. на два входных положительных синхроимпульса на выходе Q формируется один положительный импульс, как показано на рисунке 15.16, б. В счетный режим можно перевести триггер типа-D, тактируемый фронтом. Для этого достаточно инверсный вход триггера соединить с его информационным входом D (рисунок 15.17, а). С приходом каждого тактирующего импульса триггер переключается в противоположное состояние. Функциональное обозначение триггера Т-типа приведено на рисунке 18.17, б.

а − функциональная схема; б − временные диаграммы

Рисунок15.16 –Т-триггер на основе двухступенчатого триггера

Универсальный синхронный JK-триггер, как правило, строится на основе триггера MS-типа, переведенного в счетный режим. На входы управляющей ячейки 1 ведущего триггера М вводятся дополнительные логически связанные входы J (J = J₁ = J₂ = J₃), аналогичные входам S синхронного триггера, а на вход ячейки 2 – входы К (К = К₁ = К₂ = К₃) подобные входам R (рисунок 15.18).

Рисунок 15.17 – Счетный триггер:

а − на базе D-триггера; б − Функциональное обозначение