Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электронные устройства автоматики основы цифровой электроники. Курс лекций
.pdf
5.1.4. D- и DV-триггеры
Логическая
структура D-триггера показана на рис. 5.5, а. Как вид-
но из рисунка, D-триггер относится к числу синхронных триггерных
схем, но имеет (кроме входа С) только один информационный вход
D,
а не два, как у RS-триггера. Изменением сигналов по входу D
можно менять состояние триггера, но только в моменты, когда С = 1.
Это иллюстрируется рис. 5,5, б. Как видно из рисунка, D-триггер
хранит информацию, поступающую на вход D до момента появления
очередного синхроимпульса. В литературе D-триггер иногда называют защелкой, его часто используют как устройство временного
хранения информации.
Рис. 5.5. Логическая структура (а), иллюстрация работы (б)
и условное обозначение (в) D-триггера
Промышленность выпускает большой ассортимент D-триггеров
по два, четыре или шесть в одном корпусе. Условное обозначение
D-
триггеров – ТМ (например, К555ТМ2 – два D-триггера с незави-
симой установкой каждого триггера в 0 или 1 по установочным вхо-
81
дам; К555ТМ9 – шесть D-триггеров, причем у каждого триггера –
один выход).
Разновидностью D-триггеров являются DV-триггеры (рис. 5.6). У
них два управляющих входа, связанных по схеме И, и один информационный D. Структурная схема DV-триггера показана на рис. 5.6, а,
а условное обозначение – на рис. 5.6, б. У DV-триггера запись информации возможна только при V = C = 1.
Рис. 5.6. Логическая структура (а), условное обозначение (б) и
иллюстрация работы (в) DV-триггера
Вход V можно также трактовать как разрешающий для синхронизирующих сигналов С (рис. 5.6, в). Возможен вариант DV-триггера,
у которого информационный вход связан с разрешающим схемой И.
5.1.5. Двухступенчатый RS-триггер
некоторых устройствах, например в регистрах сдвига, нельзя
В
использовать одноступенчатые триггерные схемы, у которых изменение выходного сигнала происходит в то время, когда еще не окончился синхросигнал. В таких устройствах применяют так называемые двухступенчатые триггерные схемы. Знакомство с такими схемами начнем с RS-триггеров.
82
Логическая структура двухступенчатого RS-триггера показана на
рис. 5.7, а. Как видно из рисунка, такой триггер состоит из двух синхронных RS-триггеров, входы C которых связаны через инвертор, а
выходы первого триггера соединены напрямую с входами второго.
Условные обозначения двухступенчатых триггеров отличается от
одноименных одноступенчатых двумя буквами ТТ в основном поле
(
рис. 5.7, б).
Рис. 5.7. Логическая структура (а), условное обозначение (б)
и иллюстрация работы (в) RS-триггера
Различие между одноступенчатым и двухступенчатым синхронными триггерами состоит в том, что у одноступенчатых триггеров
появление сигнала Q = 1 (при S = 1) происходит еще тогда, когда
C = 1.
В двухступенчатой схеме переброс первого триггера происходит при С = 1, но в этот момент у второго триггера C = 0 и он не реагирует на изменение выходов первого триггера. Лишь после того, как
вход C станет равным нулю (а на втором, следовательно, будет единица) информация с первого триггера перепишется во второй и появится на выходе (рис. 5.7, в). Первый триггер иногда называют ведущим (M-триггером) второй – ведомым (S-триггером), а всю двухступенчатую структуру – RS-триггером MS-структуры.
83
5.1.6. Двухступенчатый D-триггер
триггер (рис. 5.8) отличается тем, что первый триггер явля-
Такой
ется D-триггером и информация в него записывается через один
вход. Специальных комментариев работа такого триггера не требует.
Рис. 5.8. Логическая структура (а) и условное обозначение (б)
двухступенчатого
D-триггера
5.1.7. Двухступенчатый Т-триггер
Двухступенчатый
Т-триггер содержит два синхронных RS-
триггера, но в отличие от предыдущих двухступенчатых схем у этого
триггера выходы второй ступени соединены с входами R и S первой
ступени, а на вход C подаются импульсы, которые и меняют состояние триггера (рис. 5.9, а).
Рассмотрим работу такого триггера более подробно. Пусть в ис-
ходном состоянии Q
= Q2 = 0, следовательно, по цепям обратной
1
связи на вход S первого триггера подается единица, а на вход R –
нуль. При появлении на входе C первого импульса триггер Т1 из-
меняет свое состояние (Q
= 1), а после окончания импульса едини-
1
ца появится и на втором триггере. После этого на входе S первого
триггера появится нуль, а на входе R – единица. Очередной импульс
Т сигнала изменит состояние первого, а затем и второго. Итак, после второго импульса Т схема вернется в исходное состояние, третий импульс снова изменит состояние триггеров и т.д. Как видно из
рис. 5.9, б, T-триггер делит частоту входных импульсов пополам.
Это свойство T-триггера будет использовано при создании счетчиков импульсов. Условные обозначения двухступенчатого Tтриггера показаны на рис. 5.9, в, г.
84
K
Рис. 5.9. Логическая структура (а), иллюстрация работы (б)
двухступенчатого Т-триггера и его условное обозначение (в, г)
5.1.8. JK-триггерные схемы
JK-триггеры являются универсальными и в зависимости от схе-
мы включения могут работать и как RS-триггер, и как Т-триггеры, и
как некоторые другие разновидности триггеров. JK-триггер имеет
два (или две группы для триггеров со сложной входной логикой)
входа, обозначаемых как J и
, которые соответствуют входам S
и R у RS-триггера. Но, в отличие от RS-триггеров, у JK-триггеров не
накладываются ограничения J & K = 0.
Логическая структура JK-триггера показана на рис. 5.10, а.
85
K
K
Рис. 5.10. Логическая структура JK-триггера (а), условное
обозначение JK-триггера с тремя входами (связанными по «И») J
и тремя входами K (б)
У первого триггера на входе имеется две схемы И на два входа ка-
ждая (вход J и вход
Q
; вход K и вход Q2). Условное обозначение
2
такой логики ясно из рис. 5.10, а. В схеме имеются две обратные связи, как у Т-триггера. Количество входов у входных схем И может быть
больше двух, что создает дополнительные удобства при построении
схем из таких триггеров. Условное обозначение JK-триггеров с тремя
входами по J и тремя по
Вернемся к схеме с одним входом Jи одним
J
& K = 0, то триггер будет работать как обычный двухступенча-
показано на рис. 5.10, б.
. Если принять
тый синхронный RS-триггер (рис. 5.11, а); при включении по схеме
б – как D-триггер и по схеме 5.11, в – как Т-триггер.
5.11,
Рис. 5.11. Различные схемы включения JK-триггера: а – RS-триггер;
б – D-триггер; в – Т-триггер
86
Если в последнем случае на входы J и K подать не логическую
единицу, а разрешающий сигнал V, то триггер будет работать в счетном режиме только при V = 1 и не будет считать при V = 0.
Существуют большое разнообразие ИМС JK-триггеров, их условное обозначение – ТВ (например, К155ТВ1 – JK-триггер с логикой
И на входе).
3
5.1.9. Триггерные схемы со сложной входной
логикой и установочными входами
Каждый
информационный вход триггера (R, S, J, K) может объе-
динять целую группу входов, связанную схемами И, ИЛИ или более
сложными. Входы, объединенные по И, обозначаются знаком «
&
», а
входы, объединенные по ИЛИ, специального обозначения не имеют.
На рис. 5.12 изображены асинхронные RS-триггеры с входной логикой. Возможны и другие варианты входной логики у всех разновидностей триггеров.
Рис. 5.12. Триггерные схемы со сложной входной логикой:
а – со схемой ИЛИ на входе и его условное обозначение;
б – со схемой И на входе и его условное обозначение
Синхронные триггерные схемы могут иметь так называемые установочные входы, подача сигналов по которым устанавливает триггеры в соответствующие положения, минуя входную логику и синхросигналы. Обычно установочные входы имеют активные нулевые
сигналы. Установочные входы иногда называют асинхронными.
87
Условные обозначения различных триггерных схем с установоч-
ными входами показаны на рис. 5.13.
Рис. 5.13. Триггерные схемы с установочными входами:
а – D-триггер; б – двухступенчатый RS-триггер;
в – двухступенчатый JK-триггер с входной логикой И
5.1.10. Динамическое управление синхронными
триггерами
функционировании синхронных триггерных схем с синхро-
При
низирующими импульсами относительно большой длительности
возможно появление непредвиденных ранее случаев. Во время существования синхроимпульса могут произойти изменения сигналов по
информационным входам, что может привести к нарушению правильного функционирования схемы, так как такой вариант при статическом управлении триггерными схемами не предусмотрен.
Во избежание таких ошибок применяется динамический способ
управления в двух вариантах: по фронту (т.е. перепаду от нуля к
единице) или по срезу (перепаду от единицы к нулю) синхроимпульса. При управлении по фронту триггер может менять свое состояние
только при нарастании синхроимпульса до определенной величины
при управлении по спаду – только от убывающего напряжения син-
(
хроимпульса).
После изменения состояния триггера, например, по фронту, он автоматически переходит в безразличное состояние и не реагирует на
возможные изменения информационных сигналов до появления следующего фронта синхроимпульса. Это легко можно проследить на
схеме синхронного RS-триггера с инверсными входами и с динамическим управлением по фронту. Схема такого триггера показана на
рис. 5.14. Нейтральному состоянию триггера соответствует S = R = 1,
88
С = 0. При этом A = 0, B = 1, C = 1 и D = 0, т.е. состояние основного
триггера T
– хранение информации (предположим, Q = 0).
3
Рис. 5.14. Логическая структура RS-триггера с инверсными входами
и динамическим управлением по фронту
Для установки T
а затем C = 1. После этого изменит свое состояние T
A = 1, B = 0,
и T
в единичное состояние необходимо подать S = 0,
3
перебросится в единичное состояние.
3
, т.е. станет
1
Предположим, что в интервале времени пока С = 1 произошла
смена информационных сигналов (т.е. S = 1, R = 0). Изменит ли это
состояние триггера T
? Легко проследить, что появление указанных
3
сигналов не приведет к изменению потенциалов в точках B и C, т.е. к
изменению состояния T
. После окончания синхроимпульса (С = 0) в
3
точках B и C снова установится единичный потенциал, т.е. триггер
останется в прежнем состоянии.
Аналогично можно построить схему триггера, в котором смена
состояния может произойти только по спаду синхроимпульса.
Примеры обозначения входов C-триггеров с динамическим
управлением показаны на рис. 5.15.
89
Рис. 5.15. Обозначение входа с триггеров с динамическим
управлением по фронту (а) и по срезу (б)
В интегральных микросхемах регистров и других устройств, использующих триггеры с динамическим управлением, обычно используют не RS-триггеры, а D-триггеры, так как у последних переброс триггера осуществляется по одному входу D, а не по двум, как у
триггеров.
RS-
На рис. 5.16 приведена схема D-триггера с динамическим управлением по фронту синхроимпульса, выполненная на элементах И –
НЕ. Как видно, схема состоит из трех триггерных схем: T
, T2 и T3 и
1
при сигнале C = 0 на входах основного триггера T3 всегда будут логические единицы, что обеспечивает режим хранения информации.
90
Рис. 5.16. Схема D-триггера с динамическим управлением по фронту
синхроимпульса
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]