Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Краткие теоретические сведения.




Триггерами называют большой класс электронных уст­ройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух или более устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. В отличие от комбинационных логических схем триггеры являются последовательностными логическими уст­ройствами, обладаю­щими памятью. Их выходные сигналы в общем случае зависят не только от сигналов, приложенных ко входам в данный момент времени, но и от сигналов, воздействовавших на них ранее. В зависимости от свойств, числа и назначения входов триггеры можно разделить на несколько видов.

Входы и выходы триггеров, как и соответствующие им сигна­лы, принято обозначать буквами S, R, D, Q, J и др.

Триггеры классифицируют по ряду признаков. По функциональ­ным возможностям выделяют:

а) триггер с раздельной установкой 0 и 1 (RS -триггер);

б) триггер с приемом информации по одному входу (D -триггер), другое название: триггер задержки;

в) триггер со счетным входом (T -триггер);

г) универсальный триггер (JK -триггер).

По способу приема информации триггеры подразделяют на асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые). Асинхронные триггеры реагируют на информационные сигналы в момент их появления на входах триггера. Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы при наличии разрешающего сигнала на специально предусмотренном входе С. Синхронные триггеры подразделяются на триггеры со статическим управлением по С -входу и с динамическим управлением.

Триггеры со статическим управлением реагируют на информа­ционные сигналы при подаче на вход С уровня 1 (прямой С -вход) или уровня 0 (инверсный С -вход).

Триггеры с динамическим управлением реагируют на информа­ционные сигналы в момент изменения сигнала на С -входе от 0 к 1 (прямой динамический С -вход) или от 1 к 0 (инверсный динамиче­ский С -вход).

По принципу построения триггеры со статическим управлением можно разделить на одноступенчатые и двухступенчатые. Односту­пенчатые триггеры имеют одну ступень запоминания информации. Запись информации в такие триггеры представляет собой непрерывный во времени процесс установления состояния триггера под воз­действием информационных сигналов.

Двухступенчатые триггеры имеют две ступени запоминания информации, которые тактовым импульсом управляются таким образом, что вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе триггера.

Рассмотрим свойства триггеров основных видов, вначале триг­геров со статическим управлением, затем – с динамическим.

Асинхронные RS-триггеры имеют два информационных входа: вход S для установки 1, вход R для установки 0 и два выхода: прямой Q и инверсный .

Состояние триггера характеризуется сигналом на прямом выхо­де и определяется комбинацией входных сигналов. Например, для установки триггера в состояние «1», т. е. для записи в него логической «1», необ­ходимо на его входы подать такую комбинацию сигналов, при которой на прямом выходе сигнал будет иметь уровень логической «1», т. е. Q = l, = 0.

Асинхронный RS -триггер обычно строится на двух логических элементах И–НЕ либо ИЛИ–НЕ, охваченных перекрестными обратными связями (рис. 7.1). На временных диаграммах отраже­на задержка срабатывания триггера, величина которой зависит от быстродействия логических элементов.

 

Рис. 7.1. Асинхронные RS-триггеры:

а – на логических элементах ИЛИ–НЕ;

б – на логических элементах И–НЕ

 

Для описания работы триггера могут быть применены таблицы истинности или логические выражения. Особенностью такого описания является использование в качестве дополнительной входной переменной значения сигнала Qn, т. е. предыдущего значения выходного сигнала триггера. Однако наиболее часто для описания работы триггера используют таблицы переходов, определяющие, какие логические сигналы необходимо подать на его информационные входы для перехода из заданного состояния Qn в заданное состояние Qn+1.

Переходы RS -триггеров, составленных на элементах И–НЕ и
ИЛИ–НЕ, представлены соответственно в табл. 7.1 и табл. 7.2.

Согласно данным табл. 7.2 RS -триггер устанавливается в состояние «0» (Q = 0, = l), а при R = 0, S = l – в состояние «1». Поэтому вход R называется вхо­дом установки нуля, а вход S – входом установки единицы. Отсутствие входных сигналов (R = 0, S = 0, = 1, = l) обеспечивает режим хранения информации, когда состояние триггера остается без изменения и хранится информация, записанная ранее.

Для асинхронных RS -триггеров одновременная подача сигна­лов на два входа (R = 1, S = 1 для схемы рис. 1, а и = 0, = 0 для схемы рис. 1, б) запрещена, поскольку в этом случае состояния триггеров становятся непредсказуемыми.

Синхронный одноступенчатый RS-триггер отличается от асинхронного наличием С -входа для синхронизирующих (тактовых) импульсов. Синхронный триггер состоит из асинхронного RS -триггера и двух логических элементов на его входе (рис. 7.2). Он реагирует на входные сигналы, только когда С = 1. При наличии разрешающего сигнала на S -входе синхронный RS -триггер работает по правилам асин­хронного.

д
г
в
б
а

Рис. 7.2. Синхронные RS -триггеры:

a – на логических элементах И–НЕ; б – условное обозначение;

в – времен­ные диаграммы; гRS -триггер на логических элементах ИЛИ–НЕ;
д – ус­ловное обозначение RS -триггера

D-триггер имеет один информационный вход (D -вход) и вход для синхронизирующего импульса (рис. 7.3). Основное назначение D -триггера –задержка сигнала, поданного на вход. Как и RS -триггер, он может быть построен на различных логических элементах. На основе информации, записанной в таблице переходов D -триггера (табл. 7.3), видно, что при С = 0 изменение входного сигнала не сказывается на состоянии триггера, и только при С = 1 триггер принимает состоя­ние, определяемое входным сигналом.

Рис. 7.3. D- триггер:

а – функциональная схема; б – временные диаграммы

 

Таблица 7.3

C Qn Qn+1 D
       
       

 

Широкое применение в практике построения цифровых устройств находят D -триггеры с динамическим управлением (555ТМ2, 533ТМ2). Они реагируют на информационные сигналы только в момент изменения сигнала на С -входе от 0 к 1 (прямой динамический вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический вход). Динамические входы обозначаются дополнитель­но косой чертой в месте соединения линии входа с обо­значением триггера. При этом черта идет снизу вверх, если последний срабатывает от перепада 0/1, и сверху вниз, если рабочим является перепад 1/0.

Функциональная схема D -триггера с динамическим управлением (тактируемым фронтом) состоит из трех асин­хронных RS -триггеров
(рис. 7.4).

 

 

               
   
а
     
б
 
 
 
в
   
г
 

 

 


Рис. 7.4. D -триггер с динамическим уп­равлением:

а – функциональная схе­ма; б – временные диа­граммы;
в – условное обозначение; г – преоб­разование D -триг­гера в Т -триггер

D -триггер с динамическим управлением может быть использо­ван в качестве Т -триггера, для этого необходимо информа­ционный вход D соеди­нить с инверсным выхо­дом (рис. 7.4, г).

Т-триггер – это триггер с одним счетным входом, изменяющий свое состоя­ние с приходом каждого входного импульса. При реализации Т -триггера на потенциальных логических эле­ментах в основу положен двухступенчатый RS -триггер, поскольку он обеспечивает требуемую для работы T -триггера задержку в передаче информации от входов к выходам, где С -вход вы­полняет роль Т -входа. Такой режим обеспечивается введением в RS - или D -триггер цепей обратной связи. Данному алгоритму работы соответствует таблица переходов (табл. 7.5).

Из алгоритма работы Т -триггера следует, что при Т = 1 соответ­ствующий фронт сигнала на входе С переводит триггер в противоположное состояние. Частота изменения потен­циала на выходе Т -триггера в два раза меньше частоты импульсов на его входе С. Это свойство Т -триггеров позволяет строить на их основе двоичные счетчики, поэтому данные триггеры называются счетными.

JK- триггерявляется наиболее универсальным триггером, так как имеет два информационных входа J и K, и на его основе могут быть выполнены любые из описанных ранее типов триггеров. В отличие от
RS -триггера, JK- триггер,во-первых,не имеет запрещенных комбинаций входных сигналов и, во-вторых, при комбинации J = K = 1 изменяет свое состояние на противо­положное, т. е. работает в режиме Т -триггера. Его алгоритм работы определяется таблицей переходов (табл. 7.5). Принципы построения и обозначение JK- триггеровпоказаны на рис. 7.4.

 

  Таблица 7.4       Таблица 7.5
Qn Qn+1 T   Qn Qn+1 J K
             
             
             
             

 

       
 
а
 
б


в

Рис. 7.5. Принципы построения JK- триггеров:

а – на основе двухступенчатого RS -триггера; б – на основе
тактируемого фронтом D -триггера; в – обозначение JK- триггеров

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...