
- •«Теория дискретных устройств автоматики и телемеханики в электроснабжении» курс лекций
- •Введение
- •1. Математическое описание дискретных устройств
- •1.1. Системы счисления
- •1.2. Дискретные сигналы
- •1.3. Логические константы и переменные. Логические операции. Логические элементы
- •1.4. Классификация логических устройств
- •1.5. Способы записи функций алгебры логики
- •1.6. Структурная схема логического устройства
- •1.7. Принцип двойственности
- •1.8. Теоремы алгебры логики
- •2. Минимизация функций алгебры логики
- •2.1. Цель минимизации фал
- •2.2. Способ представления фал с использованием карт Вейча – Карно
- •2.3. Минимизация полностью определённой фал
- •2.4. Минимизация недоопределённой фал
- •2.5. Минимизация системы фал
- •3. Техническая реализация логических устройств на реальной элементной базе
- •3.1. Техническая реализация лу на электромагнитных реле
- •3.2. Техническая реализация лу на базе диодной матрицы
- •3.3. Техническая реализация лу на цифровых микросхемах
- •4. Типовые функциональные узлы комбинационных логических устройств
- •4.1. Мультиплексор
- •4.2. Демультиплексор
- •4.3. Шифратор
- •4.4. Дешифратор
- •4.5. Цифровой компаратор
- •4.6. Функция «Исключающее или»
- •4.7. Логические элементы, реализующие сложные функции
- •5. Триггеры
- •5.1. Асинхронный rs-триггер
- •5.2. Синхронный rs-триггер
- •5.3. D-триггер
- •5.4. Т-триггер
- •5.5. Двухступенчатый т-триггер
- •5.6. Двухступенчатый синхронный jk-триггер
- •5.7. Триггер с динамическим управлением
- •6. Счётчики
- •6.1. Двоичный суммирующий счётчик
- •6.2. Двоичный вычитающий счётчик
- •6.3. Двоично-кодированный счётчик
5.4. Т-триггер
Вход Т – счётный вход, поэтому Т-триггер называется счётным. Он переключается по каждому активному логическому сигналу на информационном входе Т. Такому алгоритму работы соответствует таблица переходов (таблица 5.4), в которой активным считается сигнал логической 1.
Таблица 5.4
Таблица переходов Т-триггера
Т |
Qn |
Qn+1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Счётный
триггер очень просто можно реализовать
на D-триггере введением
обратной связи с инверсного выхода на
входD. Как было отмечено
выше, уD-триггера сигнал
с информационного входаDпереносится на прямой выходQпо каждому активному сигналу входа
синхронизации. Если на входеDбудет сигнал,
то он всегда будет противоположным
сигналу на прямом выходе, и, следовательно,
при работе такой схемы будет реализован
алгоритм работы счётного триггера.
Схема и временная диаграмма работы
Т-триггера представлены на рис. 5.8.
-
а)
б
)
Рис. 5.8. Схема (а) и временная диаграмма работы (б) Т-триггера
Недостатком
такой простой схемы является невозможность
обеспечения корректной работы триггера.
В данном случае триггер как элемент
памяти должен одновременно выполнять
две взаимоисключающие функции – быть
источником информации с выхода
и приёмником информации по входуD.
Если к моменту изменения сигнала на
входеDактивный сигнал
на входе Т ещё не снят, триггер может
перейти в режим генерации импульсов
(будет происходить хаотическое
переключение) из-за обратной связиcвыхода
на входD.
Устранить этот недостаток можно двумя способами:
1) использовать дополнительный элемент памяти на время действия активного сигнала на входе Т (применить схему двухступенчатого триггера);
2) искусственно ограничить длительность сигнала на входе Т (применить схему динамического управления).
Рассмотрим оба этих способа.
5.5. Двухступенчатый т-триггер
В двухступенчатом триггере, содержащем два последовательно включённых триггера с обратными связями, «новая» информация запоминается в первом триггере при сохранении «старой» информации во втором. Когда «новая» информация сохранена, и снят активный сигнал с входа Т, происходит стирание «старой» информации и перезапись «новой» информации во второй триггер. Схема двухступенчатого Т-триггера, построенного на двух синхронных RS-триггерах, и временная диаграмма его работы представлены на рис. 5.9.
а |
б |
Рис. 5.9. Схема (а) и временная диаграмма работы (б) двухступенчатого Т-триггера
Двухступенчатый Т-триггер состоит из двух триггеров – ведущего DD1 и ведомогоDD2. Для устранения режима генерации схемы входы синхронизации триггеров включены через инверторDD3, то есть получается синхронизация инверсными логическими уровнями. Обратные связи с прямого выходаDD2 на входRDD1 и инверсного выходаDD2 на входSDD1 создают соответствие сигналов алгоритму работы Т-триггера. Обратите внимание, что сигнал на выходе двухступенчатого Т-триггера появляется после снятия активного сигнала на входе Т, когда происходит перезапись информации из первого триггера во второй. Это обеспечивает нормальную работу (без генерации импульсов) в схеме с обратными связями.
Чтобы отличить двухступенчатый триггер от одноступенчатого, на его условном графическом изображении ставится сдвоенная буква (ТТ).