Триггер D -типа, или триггер задержки (от английского слова delay – задержка), представляет собой синхронный триггер (ИМС асинхронных D – триггеров не производятся) с одним информационным входом D и входом синхронизации С. Помимо входа С у D -триггера может быть дополнительный вход V, равнозначный со входом Си разрешающий запись информации. Такой триггер называют DV -триггером.
Таблица состояний триггера приведена ниже:
| С | D | Qn -1 | Qn |
Функциональная схема триггера и его условное обозначение приведены на рис. 66.
Рис. 66. Функциональная схема триггера и его условное обозначение
Для построения счетчиков и делителей частоты применяются D -триггеры, у которых процессы во входных и выходных цепях разделены во времени. Для этой цепи применяют двухступенчатые D -триггеры и D -триггеры с прямым динамическим входом.
На рис. 67 представлена функциональная схема двухступенчатого D -триггера на основе двух RS - триггеров с инверсными входами.
Рис. 67. Функциональная схема триггера и его условное обозначение
Синхронный D -триггер можно получить (рис. 68) из синхронного JK- триггера (или RS -триггера), если между входами J и К (S и R) включить инвертор, а сигнал D подавать на вход J(S).
Рис. 68. Синхронный D -триггер
На рис. 69 приведена структура D -триггера с прямым динамическим входом и его условное обозначение.
Рис. 69. Структура D -триггера с прямым динамическим входом
9. T -триггеры. Логические структуры триггеров, таблицы
Состояний и принцип работы.
Т -триггер (от англ. toggle – переключатель) имеет один вход Т и называется счетным триггером. Т -триггер изменяет свое состояние с приходом каждого импульса на его вход. Основная область применения Т -триггеров – счетчики импульсов и делители частоты.
Счетные триггеры можно построить на базе JK и D -триггеров (рис. 70).
Рис. 70. Т -триггер на основе JK и D -триггеров
Если не требуется синхронизировать Т -триггер, то вход C также объединяется с входами J и K.
На рис. 71 приведен Т -триггер с прямым динамическим входом, построенный на основе асинхронных RS -триггеров.
Рис. 71. Т -триггер на основе асинхронных RS -триггеров
Регистры
Регистр – это цифровое устройство, предназначенное для записи, хранения информации, представленной в двоичном коде. Кроме этого, используя регистры можно выполнять математические операции.
При построение данных устройств обычно используются D -триггера.
Регистры, в соответствие с выполняемыми функциями делятся на регистры хранения или памяти и сдвигающие регистры (регистры сдвига).
Основными характеристиками регистров являются разрядность и быстродействие.
Разрядность регистра определяет количество разрядов записываемого слова. Быстродействие регистра определяется максимально возможной тактовой частотой, с которой производится запись, сдвиг и считывание информации.
Регистры хранения предназначены для записи, хранения и считывания информации. На рис. 72 приведена структура и условное обозначение регистра хранения, построенного на D -триггерах с прямым динамическим входом.
Рис. 72. Регистр хранения на D -триггерах с прямым динамическим входом
Регистры сдвига, кроме функций, выполняемых регистрами памяти, позволяют осуществлять сдвиг информации вправо и влево под воздействием тактовых импульсов. Если в регистры хранения двоичное слово записывается параллельным кодом, то в регистры сдвига – последовательным.
По направлению сдвига информации, записанной в регистре, различают регистры прямого сдвига или сдвига вправо, т.е. в сторону младшего разряда, регистры обратного сдвига или сдвига влево в сторону старшего разряда и реверсивные регистры, допускающие сдвиг в обоих направлениях.
На рис. 73 приведен четырехразрядный регистр сдвига вправо, построенного на синхронных D -триггерах с прямым динамическим входом С.
Рис. 74. Четырехразрядный регистр сдвига вправо, построенного на синхронных D –триггерах с прямым динамическим входом С.
Временные диаграммы работы данного регистра приведены ниже на рис. 75.
Рис. 75. Временные диаграммы работы данного регистра
Счетчики
Счетчики – это цифровые устройства, на выходе которых отображаются в определённом коде число импульсов поступивших на его счетный вход. Счетчик, на выходе которого, формируется двоичный код – называется двоичным.
Двоичный счетчик представляет собой цепочку из n -триггеров, который способен подсчитать 2 n импульсов, т. е. коэффициент счета равен:
Если входной импульсный сигнал следует с частотой f вх, то частота на выходе триггера старшего разряда:
Основными характеристиками счетчиков являются:
1. Емкость – отображает максимальное число, которое может быть записано в счетчик.
2. Быстродействие – определяется его разрешающей способностью, т.е. интервалом времени между двумя входными импульсами, в течение которого не возникнет сбоя в его работе.
Классификация счетчиков:
1. По коэффициенту счета (двоичные, двоично-десятичные и с другим основанием). Бывают с постоянным и переменным коэффициентом счета.
2. По направлению счета (суммирующие, вычитающие, реверсные).
3. По способу организации внутренних связей.
Рассмотрим структуру трехразрядного суммирующего счетчика с последовательным переносом, построенного на базе Т -триггеров (рис. 82).
Рис. 82. Структура суммирующего счетчика с последовательным переносом
Временные диаграммы работы, с учетом времени задержки, приведены на рис. 83.
Рис. 83. Временные диаграммы работы двоичного суммирующего счетчика