—повышенное выходное сопротивление (до 1 Ком);

—значительный разброс всех параметров.

10.5. Триггеры на логических элементах

Триггеры или такназываемые триггерные элементы выполняют функцию запоминания значений логических переменных в цифровыхсхемах. Триггер— этоустройство, способноеформироватьдва устойчивыхзначениявыходногосигналаискачкообразноизменять этизначенияподдействиемвнешнегоуправляющегосигнала. Именно способность формировать на выходе два устойчивых значения сигнала, которые могут поддерживаться без изменения сколь угодно длительный промежуток времени, и позволяет применять триггер в качестве элемента памяти.

Существует большое разнообразие триггеров, выполненных в виде ИС малой степени интеграции. Кроме триггеров на транзисторахсоднимтипомпроводимости существуютсхемы, использующие транзисторы как на n-p-n, так и p-n-p типов (схемы с дополнительной симметрией).

Триггеры можно образовать соединением одной или нескольких микросхем многовходовых логических элементов или соединением микросхемы и при необходимости дискретных элементов (резисторов, конденсаторов).

Существующиетипытриггеровможноклассифицироватьпоразличным признакам. Наиболее часто триггеры классифицируют по типу используемых информационных входов. Различают следующие типы основных информационных входов триггера:

R — раздельный вход сброса триггера;

S — раздельный вход установки триггера; К — вход сброса универсального триггера;

J — вход установки универсального триггера; Т — счётный вход триггера установки триггера;

D — информационный вход переключения триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе;

С — управляющий или синхронизирующий вход.

Кромеэтихосновныхвидовнекоторыетриггерымогутснабжаться входом V. Этот вход блокирует работу триггера и сколь угодно долго может сохранять ранее записанную в него информацию.

260

каком состоянии он находился до этого момента. При R = 1, S = 0 происходит сброс триггера. Если R = S = 0, то триггер под действием синхросигнала не меняет своего состояния. Комбинация R = S = 1 является запретной. Таблица переключений аналогична табл. 10.3 при С = 1. Условием чёткой работы рассматриваемого триггера является неизменность значений сигналов R и S во время действия синхросигнала С, причём длительность задержки выбирается больше суммарной задержки переключения элементов схемы. В силу сказанного время, которое проходит от времени изменения входных сигналов до соответствующего изменения состояния выходов, зависит от времени распространения по всем входящимвтриггервентилям. Этовремяназываетсявременемсрабатывания (или переключения) триггера tср и оно должно находиться в пределах между последним изменением входных сигналов и моментом установления логического нуля на входеС. В противномслучае триггер можетнеуспеть среагировать наизменение входных сигналов (см. временную диаграмму на рис. 10.18, в).

D-триггер

ШирокоиспользуемыеD-триггерыпредставляютсобойэлемент памяти с одним информационным входом, предназначенным для запоминания логических сигналов.

Иногдаэтоттриггерназываюттриггеромзадержки, таккаксигнал на его выходе повторяет сигнал на входе в предыдущем такте. D-триггер получают из RS-триггера путём соединения двух входов иинвертированияодногоизних. Отличительнойособенностьюего является наличие одного информационного входа. Триггер может иметь также один информационный вход D и вход синхронизации С (тактируемый D-триггер). Наиболее широкое применение полу- чилитактируемыеD-триггеры, выполненныеналогическихэлементах И-НЕ. Схему D-триггера можно строить и на элементах НЕ и ИЛИ-НЕ( рис. 10.19, б) илиспомощьюсинхронногооднотактного RS-триггера ( рис. 10.19, в) . Его таблица переключений очень проста: триггер приобретает (при действии сигнала синхронизации С состояние, равное уровню входа D, и хранит его до действия сле-

264

Рис. 10.19. Условноеграфическоеобозначение(а), схеманалогическихэлементах (б), схема на основе синхронного RS-триггера (в) и временные диаграммы (г) одноконтактного D-триггера

дующего сигнала С. Условием чёткого переключения триггера, как и ранее, является неизменность сигнала на входе D (нуль или единица) в течение действия всего сигнала С. Такой триггер называют D-триггером со статическим управлением (синхронизацией). Временная диаграмма работы D-триггера показана на рис.10.19, г. Иногда D-триггер дополняют ещё одним входом V, разрешающим его переключение. Такой DV-триггер работаетаналогично D-триг- геру при подаче на вход V единичного сигнала.

Другой важной разновидностью одноступенчатого D-триггера является D-триггер с динамических входом синхронизации (изображён на рис. 10.20, а линией со стрелкой). Схема его сложна и не рассматривается. Таблица переключения этого триггера такая же, как D-триггера со статическим управлением.

На рис. 10.20, б временные диаграммы работы D-триггера.

265

триггер сохраняет приобретённое ранее состояние, а приТ= 1, переключается. Момент переключения определяется типом триггера.

Т-триггерымогутбытьпостроенысиспользованиемрассмотрен- ныхвышеRS-триггеров. ЕслиудвухступенчатогоRS-триггерасоеди- нитьвходыR иS свыходамиQ и(Q— ) соответственно, авходсинхронизациииспользоватькаксчётный, тополучитсяпростейшийвариант несихронизируемогоТ-триггера. Извременнойдиаграммы(рис. 10, б) видно, чтосостояниевыходаQ неменяетсядотехпор, покадействие единичногосигналанавходеТнезаканчивается. Этопроисходитпотому, чтосначаламеняетсясостояниепервогокаскада, азатемпоотрицательномупереходу(позаднемуфронту) сигналаТвторого. Благодаря этому исключается возможность генерации сигналов из-за имеющихсявсхемеобратныхсвязей. Именнопоэтомуиспользование одноступенчатогоRS-триггеравтакойсхемеисключено.

Синхронный Т-триггер используется в тех случаях, когда последовательность единиц на входе необходимо представлять в виде потенциала, действующего в течение нескольких тактов. Запись в триггер происходит в момент подачи единичного сигнала на вход С (по переднему фронту входного импульса), а смена состояния на выходе, как и в предыдущем случае по отрицательному перепаду. Таким образом, схема ведёт счёт синхросигналов при Т = 1. При Т = 0 состояние триггера не меняется. Т-триггер можно построить на основе двухтактного D-триггера (путём соединения инверсного выхода триггера с собственным входом D). Выход Q будет изменяться в такой схеме при спаде сигнала Т (по заднему фронту).

JK-триггер

JK-триггер (рис. 10.23) такой триггер, называемый универсальным, имеет особые значения. Он является двухступенчатым и переключается по спаду синхросигнала С в соответствии с табл. 10.5.

Сигналы J и К во время действия синхросигнала С, как и во всех триггерах со статическим управлением, должны сохраняться неизменными. JK-триггер легко превратить в двухступенчатый D-триг- гер (рис. 10.23, б), двухступенчатый Т-триггер (рис. 10.23, в) и др.

268