RS - триггеры(асинхронный, синхронный).

По способу записи информации триггеры делят на асинхронные и синхронизируемые.В асинхронных триггерах информация может записываться непрерывно и определяется информационными сигналами. Если информация заносится в триггер только в момент действия так называемого синхронизирующего сигнала, то такой триггер называют синхронизируемым.Помимо информационных входов синхр. триггеры имеют тактовый вход вход синхронизации. В цифровой технике приняты следующие обозначения входов триггеров:

S - раздельный вход установки в единичное состояние;R - раздельный вход установки в нулевое состояние D - информационный вход;C-вход синхронизации; Т - счетный вход.Наибольшее распространение в цифровых устройствах получили RS-триггер с двумя установочными входами, тактируемый D-триггер и счетный Т-триггер.

Асинхронный RS-триггер. В зависимости от логической структуры различают RS-триггеры с прямыми и инверсными входами.такого типа построены на двух логических элементах 2ИЛИ-НЕ - триггер с прямыми входами (а), 2И-НЕ - триггер с инверсными входами (б). Выход каждого из элементов подключен к одному из выходов другого элемента.В таблицах (Q^t и -Q^t обозначают уровни, которые были на выходах триггера до подачи на его входы так называемых активных уровней. Активным. называют логический уровень, действующий на входе логического элемента и однозначно определяющий логический уровень выходного сигнала. Для элементов ИЛИ-НЕ за активный уровень принимают высокий уровень, а для элементов И-НЕ - низкий уровень. Уровни Q^t+1 и -Q^t+1 обозначают логические уровни на выходах Триггера после подачи информации на его входы.

Для триггера с инверсными входами режим записи логической 1 реализуется при -S=0, -R=1, режим записи логического 0 - при -S=1, -R=0. При -S=-R=1 обеспечивается хранение информации. Комбинация S=R=0 является запрещенной.

Следует, однако, отметить, что самостоятельно RS-триггеры в устройствах цифровой техники практически не используются из-за их низкой помехоустойчивости.

 

D-, T- триггеры.

Тактируемый D-триггер. Он имеет информационный выход и вход синхронизации.

Если уровень сигнала на входе C= 0, состояние триггера устойчиво и не зависит от уровня сигнала на информационном входе. При этом на входы RS-триггера с инверсными входами поступают пассивные уровни.При подаче на вход синхронизации уровня С=1 информация на прямом выходе будет повторять информацию, подаваемую на вход D.

Здесь Q^t означает логический уровень на прямом выходе до подачи импульса синхронизации, а Q^t+1 - логический уровень на этом выходе после подачи импульса синхронизации.. В таком триггере происходит задержка сигнала на выходе по отношению к сигналу, поданному на вход. на время паузы между синхросигналами. Тактируемые D-триггеры могут быть с потенциальным динамическим управлением. У первых из них информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала С=1. В триггерах с динамическим управлением информация записывается только в течение перепада напряжения на входе синхронизации.
Счетный Т-триггер Его называют также триггером со счетным входом. Он имеет один управляющий вход Т и два выхода Q и -Q. Информация на выходе такого триггера меняет свой знак на противоположный при каждом перепаде напряжения на входе. Триггер такого типа может быть создан на базе тактируемого D-триггера, если его инверсный выход соединить с информационным входом. Триггер типа Т представляет собой устройство с двумя устойчивыми выходными состояниями, сменой которых управляют только по одному входу Т.Подача импульса на этот вход всегда приводит к смене состояния триггера. На выходе Q возникает уровень напряжения, бывший на /Q, и наоборот. Отличие T-триггера от D-триггера в том, что вход А элемента DD3 постоянно связан с выходом. Работу T-триггера легко понять. Когда Q = 1, состояние другого выхода /Q = 0. Так как вход А соединен с выходом /Q, то на входе А напряжение низкого уровня. После поступления тактового импульса на вход Т на выходе Q установится напряжение низкого уровня (Q = 0, и /Q = 1). При поступлении следующего тактового импульса на входе А уже будет напряжение высокого уровня и произойдет новая смена состояния.

ТТЛ-, ТТЛШ-логика.

Транзисторно-транзисторная логика наиболее распространена в современных вычислительных устройствах благодаря высокому быстродействию, высокой помехоустойчивости, умеренному энергопотреблению, хорошей нагрузочной способности и малой стоимости. Выходные и входные напряжения этих серий имеют так называемые стандартные уровни ТТЛ и одинаковые напряжения питания 5В.

Схема базового логического элемента ТТЛ серии К155 приведена Базовый элемент состоит из входного каскада на многоэмиттерном транзисторе VT1, выполняющим функцию "И", каскада управления выходными ключами на транзисторе VT2 и выходных ключей VT3, VT4, выполняющих функцию усиления и инвертирования. При подаче на входы, или хотя бы на один из них, низкого уровня напряжения соответствующие эмиттерные переходы смещаются в прямом направлении. Ток базы транзистора VT3 определяется резистором R2 и он открыт. При этом на выходе логического элемента присутствует высокий уровень напряжения. При подаче на все входы высокого уровня напряжения напряжения эмиттерные переходы VT1 смещены в обратном направлении. На выходе логического элемента действует напряжение открытого до режима насыщения транзистора VT4 - низкий уровень. В соответствии с приведенным описанием базовый логический элемент ТТЛ выполняет логическую функцию "И-НЕ". В современных логических элементах для защиты от выбросов напряжения на входе обычно ставятся диоды.

В современных сериях широкое применение находят транзисторы Шотки. Как известно из принципа работы ключей на биполярных транзисторах, для предотвращения перехода транзистора в режим насыщения в них параллельно коллекторному переходу включается диод Шотки. Это, естественно, существенно повышает быстродействие. Для расширения функциональных возможностей логических элементов у некоторых типов микросхем в серии на выходе установлен транзистор, коллекторная цепь которого остается свободной. Это логические элементы с открытым коллектором. При использовании в схеме в коллекторную цепь включается резистор, светодиод или любая другая нагрузка.