4.4. Синхронные триггеры

В отличие от не тактируемых триггеров, переход в новое состояние в синхронных (тактируемых) триггерах, имеющих специальный вход, происходит только при подаче на этот вход тактовых сигналов. Тактовые сигналы называют также синхронизирующими, исполнительными, командными и т.д. и обозначаются буквой C.

По способу восприятия тактовых сигналов триггеры делятся на управляемые уровнем и управляемые фронтом.

Управление уровнем означает, что при одном уровне тактового сигнала триггер воспринимает входные сигналы и реагирует на них, а при другом не воспринимает и остается в неизменном состоянии.

При управлении фронтом разрешение на переключение дается только в момент перепада тактового сигнала (на его фронте или спаде). В остальное время независимо от уровня тактового сигнала триггер не воспринимает входные сигналы и остается в неизменном состоянии. Триггеры, управляемые фронтом, называют также триггерами с динамическим управлением.

Помимо деления синхронных триггеров по способу восприятия тактовых сигналов триггеры делятся еще и по характеру процесса переключения: на одноступенчатые и двухступенчатые. В одноступенчатом триггере переключение в новое состояние происходит сразу, в двухступенчатом – по этапам.

На рис. 4.13 показаны процессы, происходящие в синхронных триггерах. На диаграммах тактовых импульсов отмечено содержание процессов на отдельных этапах переключения триггеров, под диаграммами даны обозначения синхронизирующего входа для различных видов синхронизации.

Рис. 4.13 Процессы, происходящие в синхронных триггерах

Как мы видим, первые восемь комбинаций входных сигналов синхронного триггера соответствуют значению С=0, при котором ни одна комбинация сигналов R и S не приводит к изменению его состояния. При С=1 работа синхронного RS-триггера повторяет работу асинхронного.

Rs триггер с синхронизацией по уровню

На рис. 4.15, представлено графическое обозначение RS-триггера с синхронизацией по уровню с прямыми входами. Для изменения информации в таком триггере д.б. активным («1»), помимо сигнала на одном из информационных входов, еще и сигнал на синхронизирующем входе (см. рис. 4.15,б).

Как видно из представленных временных диаграмм работы этого триггера, момент его переключения (перехода из одного состояния в другое) определяется моментом появления сигнала единичного уровня на одном из информационных входов, при условии наличия «1» на синхронизирующем входе, или моментом установления «1» на синхронизирующем входе, при условии присутствия «1» на одном из информационных входов. Это справедливо для триггеров положительной логики с любой логикой работы с синхронизацией по уровню.

Рис. 4.15. Графическое обозначение синхронного триггера (а) и временные диаграммы его работы (б)

Синхронный rs триггер с синхронизацией по фронту

В отличие от синхронного триггера с синхронизацией по уровню, момент переключения триггера с синхронизацией по фронту определяется моментом переключения сигнала на синхровходе при условии наличия в этот момент активного уровня на одном из управляющих его входов. Если на момент действия активного для данного типа триггера фронта на управляющих его входах не будет присутствовать активный уровень сигнала, то триггер останется в режиме хранения.

Рис. 4.16. Графическое обозначение синхронного RS триггера с синхронизацией по переднему (а) и заднему (б) фронту и временные диаграммы их работы, соответственно, (в) и (г).

С учетом того, что существует два момента переключения синхросигнала: переход из состояния «0» в состояние «1» и из состояния «1» в состояние «0», существует две разновидности таких триггеров. На рис. 4.16,а представлено графическое обозначение синхронного RS триггера с синхронизацией по переднему фронту (из «0» в «1») и временные диаграммы его работы в момент переключения (рис. 4.16, в). На рис. 4.16,б и 4.16,г представлены, соответственно, графическое обозначение синхронного RS триггера с синхронизацией по заднему фронту (из «1» в «0») и временные диаграммы его работы.

МS-триггеры.

Во всех подобного рода схемах используются двухступенчатые триггеры, содержащие не менее двух БЯ. Такие триггеры называют MS – триггерами (Master–Slave – ведущий-ведомый). Оба триггера функционируют как синхронные триггеры со статическим управлением

D-триггер

Наиболее широко используемый, реализует функцию временной задержки. Предназначен для хранения состояний (1 или 0) на один период тактовых импульсов (задержка на один такт). Имеет режимы установки 1 или 0. В связи с этим несинхронизируемый D-триггер (рис. 4.23,а) не применяется, т.к. на его выходе будет просто повторяться входной сигнал. Синхронизируемый однотактный D-триггер (рис. 4.23,б) задерживает распределение входного сигнала на время паузы между синхросигналами (задержка на полупериод). D (Delay – задержка) – вход установки в единичное или нулевое состояние на время, равное одному такту.

П ри С=1 триггер устанавливается в состояние, определяемое логическим уровнем на входе D (при С=0 он сохраняет ранее установленное состояние ). Такое функционирование может быть описано логическим выражением:

Рис. 4.23. D-триггер: (а) – несинхронизируемый; (б) – синхронизируемый однотактный; (в) – двухтактный и его условное графическое обозначение (г); (д) – временная диаграмма работы двухтактного D-триггера