12.3. Логическая ячейка 2и—не
На рис. 12.4 показаны схема ячейки 2И—НЕ, ее таблица истинности и графическое изображение. Логика ячейки 2И—НЕ инверсна логике элемента 2И, т. е. на выходе У будет сигнал логического нуля тогда и только тогда, когда на оба входа, XI и Х2, одновременно поданы сигналы логической единицы; если имеется 0 хотя бы на одном входе, то на выходе будет 1.
На рис. 12.5 показана упрощенная схема ячейки 2И—НЕ логических микросхем серии К155. У этих микросхем логическому нулю соответствует напряжение сигнала менее 0,4 В, а логической еди-
Рис. 12.6. Асинхронный RS-триггер: Рис. 12.7. Синхронный RS-триггер:
а—структурная схема; б—условное а—структурная схема; б—условное обозначение обозначение; в—таблица переходов в — таблица переходов
нижнем входе ячейки Я 1—нуль. Если на входы S и R подать комбинацию 1—0, то на обоих входах ячейки Яз будут единицы, что для схемы 2И—НЕ соответствует нулю на выходе Q. а на обоих входах ячейки Я> будут нули, что соответствует единице на выходе Q. Таким образом, триггер установился в состояние 1 (в данном случае не изменит своего состояния).
В такое же состояние установится триггер после подачи на входы S и R комбинации 1—0, если до этого триггер находился в состоянии 0. В этом случае на одном входе R ячейки Я будет 0, а на другом—1-й, следовательно, на выходе Q установится 1, которая поступит на верхний по схеме вход ячейки Яз. Теперь на обоих входах ячейки Я2 окажутся сигналы 1, а значит, на выходе j Q установится 0. Аналогично легко можно проанализировать работу триггера при подаче на входы S и R комбинаций 0—1 и 1—1. Результаты такого анализа сведены в таблицу переходов, приведенную на рис. 12.6, в. В этой таблице символом Q(7) обозначено состояние до, а символом Q [t--\-1) после подачи сигналов на входы S и R. В таблице отсутствует комбинация 0—0 на входах S и R, так как при этом на обоих выходах Q и Q устанавливается 1, что противоречит принципу работы триггера. Следовательно, подача одновременно на входы S и R нулевых уровней сигналов недопустима.
12.5. Синхронный rs-триггер
Если асинхронный триггер дополнить схемой управления, состоящей из двух ячеек 2И — НЕ, то получится синхронный В триггер, структурная схема которого показана на рис. 12.7, а. У этого триггepa S и R, по-прежнему установочные входы, а вход С называется тактовым (или счетным). Импульсные сигналы, подаваемые на вход С, называются синхронизирующими. Пока сигнал на входе С отсутствует (т.е. имеет значение 0). допустимы любые комбинации сигналов на входах S и R —они не смогут воздействовать на триггер, так как на нижнем по схеме входе ячейки Я1 и верхнем входе ячейки Я2 будут нули, а поэтому на выходах ячеек 2И—НЕ будут единицы, независимо от уровней сигналов на их вторых входах (R и S). Подача же комбинации 1—1 на входы триггерной ячейки Яз не изменит ее состояния (см. таблицу переходов на рис. 12.6. в).
С момента поступления синхронизирующего сигнала (т. е. единичного уровня) на вход С уровни сигналов на входах S и R могут воздействовать на триггер. Поэтому во время действия синхронизирующего сигнала изменение уровней на входах S и R недопустимо.
На рис. 12.7, в показана таблица переходов синхронного RS-триггера для моментов подачи синхронизирующих сигналов (на входе С—уровень 1). Из таблицы видно, что при комбинации 0—0 на входах S и R подача синхронизирующего сигнала не изменяет состояния триггера; при комбинации 1—0 подача синхронизирующего сигнала переводит триггер в состояние 0; при комбинации 0—1 подача каждого синхронизирующего сигнала изменяет состояние триггера на обратное. Последний режим работы триггера называется счетным. Подача на входы S и R комбинации 1—1 недопустима, так как в этом случае поступление синхронизирующего сигнала вызовет появление на выходах ячеек Я1 и Яг комбинации О—О, недопустимой для триггерной ячейки Яз.