9.5.2. Триггеры типа m-s (master-slave)
Статический синхронный триггер реагирует на входные сигналы в течение всего времени, пока тактовый сигнал С равен единице. Часто, однако, вместо этого триггера необходим такой, в котором считываемая информация не передавалась бы непосредственно на выход, а появлялась там только тогда, когда входы схемы уже заперты.
Рис. 9.29. .RS-триггер типа M-S.
Это требование можно удовлетворить с помощью схем, работающих по принципу «ведущий-ведомый». На рис. 9.29 изображены два статических синхронных RS-Триггера, которые стробируются одним тактовым сигналом С, причем на вход второго триггера этот сигнал подается в противофазе. Для инвертирования такта служит элемент G9.
Рис. 9.30. Уровни срабатывания триггера типа M-S.
Рассмотрим функционирование этой схемы с помощью изображенной на рис. 9.30 временной диаграммы тактового импульса С. Если напряжение тактового импульса превосходит уровень а, то ведомый триггер отключен от ведущего. При возрастании напряжения до уровня b в ведущий триггер запишется информация, Доданная на вход. Очевидно, что безупречная работа схемы достигается только тогда, когда обеспечивается именно эта последовательность событий. В противном случае входная информация поступает прямо на выход схемы без промежуточного запоминания в ведущем триггере. Чтобы воспрепятствовать этому, порог срабатывания для логической единицы в инверторе G9 делают ниже, чем в элементах И-НЕ G1 и G2. При достижении уровня с ведущий триггер снова отключится от входов схемы. И наконец, при достижении уровня d информация перепишется в ведомый триггер и установится на выходах. Следовательно, изменение состояния выходов этой схемы возможно только по отрицательному фронту тактирующего импульса. Так как ведущий триггер повторяет состояние входов схемы в течение всего времени, пока с равно единице, на выход ведомого триггера передается только тот входной сигнал, который имел место непосредственно перед отрицательным фронтом тактового импульса.
В отличие от ранее рассмотренных статических триггеров триггер типа M-S с помощью обратных связей можно использовать в качестве делителей частоты. Для этого полагают
благодаря чему выходной сигнал меняется на инверсный при каждом отрицательном фронте тактового импульса (счетный триггер). Как видно из рис. 9.31, при этом на выходе схемы появляются прямоугольные импульсы, частота которых равна половине тактовой частоты.
Рис. 9.31. Временная диаграмма триггера типа M-S при введении обратной связи R = Q и S = Q (счетный триггер).
Если такими же обратными связями охватить статический триггер, то при С = 1 возникнут высокочастотные автоколебания. Действительно, в этом случае из-за незапертых входов схемы ее состояние по истечении времени задержки будет меняться на обратное
Рис 9.32 JK-триггер типа M-S
Если входные элементы И-НЕ G1 и G2 имеют дополнительные входы, то из счетного триггера получается JК-триггер типа M-S, изображенный на рис 9.32. При J = К = 1 происходит описанное выше изменение состояния триггера во время каждого отрицательного фронта тактовых импульсов. Таблица переключении JK-триггера 9.14 совпадает с таблицей переключении RS-триггера, а именно J действует как вход установки, а К как вход сброса Единственное различие возникает при запрещенной комбинации входных сигналов R = S = 1
Описывая действия JK-триггера, необходимо сделать одно существенное допущение, учитывающее действие обратной связи таблица переключении 9.15 верна только тогда, когда состояние JK-входов не изменяется, пока тактовый импульс С равен единице. Действительно, в отличие от RS- триггера типа M-S на рис 9.29 ведущий триггер в данном случае может быть опрокинут только один раз и не вернется в прежнее состояние, поскольку один из его двух входных элементов И-НЕ всегда блокирован сигналом обратной связи. Если не учитывать это ограничение, то ошибки при построении цифровых схем будут неизбежны !
Таблица 9.15
Таблица переключении JK-триггера типа М S (Изменение выходного сигнала происходит в момент появления отрицательного фронта тактового импульса)
Имеются специальные JК-триггеры типа M-S, в которых этот недостаток отсутствует В таких триггерах, снабженных блокировкой информации, записывается именно то состояние входов, которое имело место в момент появления положительного фронта тактового импульса. Непосредственно после этого фронта оба входных элемента блокируются и больше не реагируют на изменения сигналов на входах. Другая возможность решения этой проблемы состоит в использовании динамических триггеров.
Большинство выпускаемых в интегральном исполнении JK-триггеров имеет несколько J- и K-входов Они действуют точно так же, как и описанный выше триггер, если учесть, что
Рис 9.33 Превращение JK-триггера в D-триггер
Благодаря этому часто можно экономить внешние логические элементы С помощью дополнительных выводов триггер устанавливается в определенное состояние независимо от тактового импульса Эти выходы называются входами предустановки и стирания.
Таблица 9.16
Таблица переключении D-триггера
Если перед входом К включить инвертор, как показано на рис 9 33, то получится D-триггер типа M-S. Его таблица переключений 9.16 представлена ниже.