Устройство и работа JK-триггера

Тема 8. Хранение информации.

Устройство и работа D-триггера.

В теме №7 мы узнали, что для хранения информации можно использовать даже простейший RS-триггер. В цифровой и вычислитель­ной технике для этой цели чаще используются другие, более совершен­ные триггеры, из которых даже составляют целые регистры. Начнем с отдельных триггеров. Пожалуй, самый распространенный вид триггера — это так называемый D-триггер. Схемное обозначение D-триггера приведено на рис. 1.15. Главным атрибутом D-триггера являются два новых входа: D-вход и С-вход. Входы R и S имеют то же самое назначение, что и у RS-триггера (для сброса и уста­новки). Как у любого другого триггера, у D-триггера имеются два выхода: прямой и инверсный. Следует обозначение триггера заметить, что наличие RS-входов, так же как и инверс­ного выхода, необязательно. Рассмотрим логику работы D-триггера. Для начала разберемся с новыми для нас входами.

Вход D — это вход данных (от английского DATA). В процессе работы на этот вход подается логический уровень, который необходимо записать в D-триггер.

Вход С называется тактовым. На него поступает тактовый импульс, синхронизирующий запись данных.

Обратите внимание, что на условном обозначении триггера тактовый вход отмечен стрелкой в виде маленького треугольника. Такой треугольник означает, что данный вход импульсный. До сих пор мы имели дело с потен­циальными входами. Потенциальный вход реагирует на потенциал посту­пающего на него сигнала. Про такой вход говорят: срабатывает при посту­плении логической единицы. Или срабатывает от логического нуля.

Импульсный вход не чувствителен к уровню сигнала. Такой вход сра­батывает в момент перехода от одного уровня к другому. Про такие входы говорят: срабатывает по переднему фронту (то есть при переходе с нуля на единицу) или срабатывает по заднему фронту (то есть при переходе от еди­ницы к нулю). Иногда применяют другие технические термины для описа­ния работы импульсного входа. В литературе можно прочитать: «вход сраба­тывает по фронту сигнала» или «вход срабатывает по спаду сигнала».

Теперь рассмотрим подробнее логику работы D-триггера. Для пере­ключения триггера в нужное нам состояние сначала на вход D необхо­димо подать соответствующий логический сигнал. Для записи единицы на вход D подаем единицу, для записи нуля — ноль. Затем на вход С необходимо подать тактовый импульс. По спаду этого импульса триг­гер установится в нужное нам состояние (сигнал на D-входе запишется в триггер). Такая логика работы D-триггера делает его очень удобным устройством для хранения одного бита цифровой информации (одного разряда двоичного числа).

Параллельный регистр

Для хранения двоичного числа, состоящего из большего количества разрядов, используют несколько параллельно соединенных D-триггеров.

На рис. 1.16 показана схема, предназначенная для хранения четырехразрядного двоичного числа.

Такая схема называется параллельным реги­стром. Для того, чтобы сохранить какое-либо число в таком регистре, нужно подать это число пораз­рядно на входы D0—D3. Затем на вход С схемы подается импульс записи. По заднему фронту этого импульса число записывается в регистр. Причем каждый разряд числа записывается в свой отдель­ный D-триггер. Записанное в регистр число можно считывать с выходов Q0—Q3.

В схеме регистра присутствует также вход сброса . Он объединяет входы всех триггеров и используется для начальной установки всех разрядов регистра в нулевое состояние. В цифровой технике это называется «начальная установка».

В реальных микропроцессорных устройствах чаще используются восьмиразрядные параллельные

регистры. На рис. 1.17 изображено схемное обозначение одного из таких регистров. Его внутренняя структура и назначение выводов аналогичны структуре и назначению выводов регистра, изображенного на рис. 1.16.

Устройство и работа JK-триггера

Ну, и в заключении этого раздела хочу опять вернуться к триггерам и описать еще один вид. Это, пожалуй, самый сложный из триггеров. Называется он JK-триггер. Условное обозначение такого триггера приве­дено на рис. 1.19. Как видно из рис. 1.19, JK-триггер сильно напоминает D-триггер. Но вместо одного D-входа такой триггер имеет два новых, пока не известных нам входа, которые имеют обозначение J и К.

В общем и целом, входы J и К частично выполняют те же функции, что и D-вход. Но логика работы такого триггера более сложна. Если на J-вход подать сигнал логической единицы, а на К-вход — сигнал логического нуля, то по спаду тактового сигнала на входе С триггер установится в единичное состояние. Если на J подать логический ноль, а на К — логическую единицу, то по спаду тактового сигнала триггер установится в нулевое состояние. Если на входы J и К одновременно подать логическую единицу, то по каждому спаду тактового импульса триггер будет переключаться в противоположное состояние. То есть, с единицы в ноль и с нуля в единицу. И, наконец, если и на J, и на К подать логический ноль, то триггер перестанет реагировать на тактовые импульсы, и его состояние будет оставаться неизменным.

На первый взгляд логика работы триггера чересчур сложна, и область применения таких триггеров неочевидна. Однако виртуозы схемотех­ники умудряются при помощи JK-триггеров создавать более компактные и рациональные схемы делителей и счетчиков.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: