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 (от слова Clock – часы, в данном случае подразумевается «управление по времени»).
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
В качестве примера функционирования синхронных триггеров рассмотрим работу синхронного RS-триггера. Работа этого триггера описывается таблицей 4.2.
Таблица 4.2
|
С |
R |
S |
Qt |
Qt+1 |
С |
R |
S |
Qt |
Qt+1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
X |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
X |
Сравнивая таблицы 4.1 и 4.2 работы, соответственно, асинхронного и синхронного RS-триггера, видно, что вторая отличается от первой тем, что в ней появился входной сигнал синхронизации С.
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. Из этого следует, что если в характеристическом уравнении аргументы Ra и Sa заменить, соответственно, на функции Ra =RС и Sa = SС, где Ra и Sa – входные сигналы асинхронного и R, S и С – входные сигналы синхронного RS-триггера, то характеристическое уравнение для асинхронного и синхронного триггеров будут одно и то же.
Если БЯ, заложенная
в основу асинхронного RS-триггера,
построена на ЛЭ ИЛИ-НЕ, то функции Ra
и
Sa
для синхронного триггера в этом же
базисе примут вид:
и
.
Вид этих же функции,
но в базисе И-НЕ, с учетом инверсных
входных сигналов БЯ (см. рис. 4.2,б)
следующий:
и
.
На рис. 4.14 представлены функциональные схемы синхронного RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б).
Рис. 4.14. Функциональная схема синхронного RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б)