T-триггеры и JK-триггеры

РАЗДЕЛ №3 Анализ и синтез элементов дискретных систем

 

ЛЕКЦИЯ №8

Тема: Триггеры

 

Учебные вопросы: 1. Классификация триггеров.

2. Асинхронные RS-триггеры.

3. D-триггеры.

4. T-триггеры и JK-триггеры.

 

Вопрос №1

Классификация триггеров

Триггером [ Ошибка! Закладка не определена.Ошибка! Закладка не определена. ] называется устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющих сигналов скачкообразно переходить из одного состояния в другое.

Математической моделью триггера является элементарный автомат Мура, характеризующийся множеством { X, S, Z, f_S, f_Z }, в котором подмножества и содержат только по два элемента. Триггер, как простейший цифровой автомат, предназначен для хранения значения одной логической переменной (одного разряда двоичного числа).

Два выхода триггера обозначаются: прямой - и инверсный - . Состояние триггера определяется по значению потенциала на прямом выходе: если этот потенциал имеет значение, соответствующее лог. «1», то считается, что триггер находится в единичном состоянии, иначе - в нулевом состоянии.

Входы триггера делятся на информационные и вспомогательные. Сигналы, поступающие на информационные входы, являясь сигналами возбуждения, управляют состоянием триггера. Сигналы, поступающие на вспомогательные входы, управляют предварительной установкой триггера и синхронизацией моментов времени переключения состояния.

По функциональным возможностям различают:

1) триггеры с раздельной установкой - RS -триггеры;

2) триггеры с приемом информации по одному входу D -триггеры;

3) триггеры со счетным входом T -триггеры;

4) универсальные триггеры JK -триггеры.

Приняты следующие обозначения выводов триггеров:

- S - раздельный вход установки в единичное состояние по прямому выходу Q (Set - установка);

- R - раздельный вход сброса триггера в нулевое состояние по прямому выходу Q (Reset - сброс);

- Назначение J - и K -входов аналогичное входам.

- D - информационный вход (Data Input), на который подается информация, предназначенная для записи в триггер.

- T - счетный вход (Toggle - переключатель).

- C - вход синхронизации.

По способу приема информации:

1) асинхронные (нетактируемые);

2) синхронные (тактируемые).

Асинхронные триггеры меняют состояние в момент появления сигналов возбуждения на информационных входах. Синхронные - при воздействии сигналов на информационных входах и наличии разрешающих сигналов синхронизации.

Синхронные триггеры бывают со статическим управлением приемом информации, с динамическим управлением и двухступенчатые.

Синхронные триггеры со статическим управлением приемом информации принимают сигналы в течение времени действия синхронизирующего импульса, следовательно, состояние триггера может поменяться многократно с изменением сигналов на информационных входах. У таких триггеров вход синхронизации статический.

Синхронные триггеры с динамическим управлением приемом информации принимают только те информационные сигналы, которые поступают на информационные входы в момент подачи импульса синхронизации. У таких триггеров вход синхронизации динамический.

Синхронные двухступенчатые триггеры состоят из двух ступеней.

Запись в первую ступень производится с появлением синхроимпульса, а во вторую - после окончания действия синхроимпульса.

Следовательно, двухступенчатый триггер задерживает появление информации на выходе на время действия синхроимпульса.

 

Вопрос №2

Асинхронные RS-триггеры

а б в г

RS -триггер с инверсными входами а – условное графическое обозначение, б – схема;

RS -триггер с прямыми входами в – условное графическое обозначение, г – схема

Рисунок 8 – RS -триггеры:

 

Таблицы переходов-выходов RS -триггеров
RS -триггера с прямыми входами RS -триггер с инверсными входами

R S
0 0				0 0	х	х
0 1				0 1
1 0				1 0
1 1	х	х		1 1

RS -триггеры это триггеры с раздельной установкой. Простейшими триггерами являются асинхронные RS -триггеры. Строятся на двухвходовых логических элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Вопрос №3

D-триггеры

-триггером называется триггер с одним информационным входом, причем сигнал на выходе триггера повторяет сигнал на информационном входе до переключения, то есть Q_t+1=D_t.

Назначение D -триггера - задержка сигнала. Он имеет информационный вход D и вход синхронизации C. В D -триггере со статическим управлением (рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. а, б) приемом информации данные со входа D записываются в течении времени действия синхроимпульсов (C=1). В D -триггере с динамическим управлением приемом информации (рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. в) данные со входа D записываются по фронту или по спаду синхроимпульсов. Обозначения синхронизирующих С -входов D -триггеров с динамическим управлением представлено на рисунке Ошибка! Источник ссылки не найден. г, д.

а – D-триггер со статическим управлением,

б – функциональная схема D-триггера со статическим управлением,

в – D-триггер с динамическим управлением,

г – обозначение входа синхронизации со срабатыванием по переднему фронту,

д – обозначение входа синхронизации со срабатыванием по заднему фронту

Рисунок 9 – D-триггер

 

Таблица переходов-выходов D-триггера

С D		Примечание
0 0			"Хранение"
0 1			"Хранение"
1 0			Запись "0"
1 1			Запись "1"

 

D -триггеры могут быть построены по различным схемам. Подробно рассмотрим схему D -триггера на элементах И-НЕ (рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. а, б). Элементы DD3, DD4 составляют асинхронный RS -триггер. Элементы DD1, DD2 образуют схему управления. Временные диаграмма работы D -триггера представлена на рисунке Ошибка! Источник ссылки не найден.. Если на C -входе триггера сигнал C =0, то состояние триггера устойчиво и не зависит от сигнала на D -входе. При этом на входы асинхронного RS -триггера поступают сигналы , не изменяющие его состояния. При C =1 информация на прямом выходе будет повторять информацию на D -входе. То есть при C =0, Q_t+1=Q_t, а при C =1, Q_t+1=D_t.

 

а б

а – триггера с динамическим управлением

б – триггера со статическим управлением

Рисунок 10 – Временные диаграммы D -триггера

Вопрос №4

T-триггеры и JK-триггеры

Часто в практике разработки цифровых устройств необходимо использовать триггер для деления частоты входной последовательности на два, то есть производить переключение триггера в противоположное состояние каждым входным импульсом.

Триггер, который меняет свое состояние с поступлением каждого входного импульсного сигнала, называется T -триггером (счетным триггером).

Условное графическое обозначение и временные диаграммы приведены на рисунке Ошибка! Источник ссылки не найден..

Рассмотренные триггеры не исчерпывают все разнообразие синхронных триггеров со статическим управлением.

а б

а - условное графическое обозначение, б – временные диаграммы

Рисунок 11 – Т -триггер

 

 

ЛЕКЦИЯ №5