RS -триггеры d - триггеры на логических ИС

10.2.1 RS —триггеры. Занятие 81.

Интегральнаясхемотехника дает широкие возможности для создания различных триггеров, которые могут быть созданы как на основе логических элементов, так и за счет специализированных микросхем. Триггеры на ИС обладают более высокими эксплуатационными качествами, чем выполненные на навесных элементах. Триггеры подразделяются на асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах запись информации осуществляется в момент, когда величина на информационном (логическом) входе достигает определенного значения. В синхронных триггерах имеются информационные входы, на которые поступает запоминаемая информация (логическая единица или логический ноль), и входы управления, например, синхронизирующий вход, на который подается импульс записи информации (тактирующий импульс). Триггеры, переключающиеся по уровню входных сигналов, называют триггерами со статическим управлением. Триггеры, переключающиеся по фронтам или срезам импульсов, называют триггерами с динамическим управлением.

RS - триггеры могут быть как асинхронными, так и синхронными. На рис.приведено графическое изображение статического RS -триггера. Входы триггера S и  R, выходы

Для построения таблицы истинности необходимозаполнить значения входов и выходов в предыдущем состоянии, которое обозначается символом n и в последующем состоянии, которое обозначается символом n+1.

 

Таблица истинности статическогоRS-триггера

S^n	R^n	Q^n+1	Ǭ^n+1
0	0	Q^n	Ǭ^n
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	х	х

При Sⁿ = Rⁿ = 0 триггер остается в предыдущем состоянии. Эта позиция называется нейтральной. Если один из входов находится в состоянии 1, а другой в состоянии 0, триггер устанавливается в соответствующее состояние.

Состояние Sⁿ = Rⁿ =1 является запрещенным состоянием, которое обозначается символом х на выходах триггера.

Указанный триггер является триггером прямой логики (прямого управления), т.е. он устанавливается в соответствующее состояние единицей на входе. Могут быть и триггеры обратной логики (обратного управления), которые устанавливаются нулевыми уровнями на входах, что определяется кружочками на входах. В таких триггерах в таблице истинности выходу Q =1 соответствует S =0, R =1.  

В синхронных триггерах имеется синхронизирующий вход С, по импульсу на котором устанавливается состояние на выходах, соответствующее состояниям на входах. Состояния на входах SиRне влияют на состояние триггера, если вход С=0. Триггер устанавливается в состояние, соответствующее входам, при С= 1. Из этого следует. что информация на входах S и R должна изменяться в моменты, когда С=0.

RS-триггер достаточно просто создать с помощью элементов И-Не и ИЛИ-Не. Изображенный на рис. триггер, созданный с помощью элементов 2И-Не, работает в обратной логике. Для рассмотрения его работы следует доказать, что в изображенной структуре невозможны состояния Q =Ǭ =1 и Q = Ǭ=0. В первом случае на одном из входов каждого элемента "1". При R =0, S =1 должно быть  Ǭ =1, Q = 0. Это значит, что если случайно установится Q =Ǭ =1, в следующее мгновение будет Ǭ =1, Q = 0. Во втором случае       на одном из входов каждого элемента "0", что в соответствии с таблицей истинности элемента И-Не приведет к Q =Ǭ =1, т.е. к случаю, рассмотренному выше. Следовательно, выходы схемы должны быть инверсны (что и находит подтверждение в обозначении выводов).

а) При S =0, R =1 Q =1 независимо от второго входа элемента D1.1.  На входе элемента D1.2 при этом две единицы. На выходе "0".

б) Точно так же при S =1, R =0 Q =0, Ǭ =1.

в) При S =1, R =1 сохраняется предыдущее состояние. Если Q =1 (Ǭ =0) на входах элемента D 1.2 две единицы, т.е. Ǭ=0. Нижний вход элемента D 1.1 находится в состоянии "0", Q=1— предыдущее состояние сохраняется. Если Q = 0 (Ǭ =1) верхний вход элемента D 1.2 находится в состоянии "0", подтверждается состояние Ǭ =1. На входах элемента D 1.1 две единицы, т.е. Q = 0—подтверждается предыдущее состояние.

г) Состояние S =0, R =0 запрещено, так как независимо от предыдущего состояния на выходах установятся нули, что недопустимо.

При построении схемы с помощью элементов 2ИЛИ-Не создается RS-триггер с прямой логикой на входах, т.е. триггер соответствует приведенной выше таблице истинности.

С помощью показанных схем асинхронных триггеров можно построить и синхронные триггеры. Для этого на входе устанавливается схема, разрешающая воздействие на вход каждого из плеч сигналов S или R только при наличии импульса С. Следует напомнить, что импульс С должен происходить тогда, когда S и R противоположны.

 

10.2.2 D-триггеры. Занятие 82.

Наибольшее применение получили синхронные D -триггеры с динамическим входом С. Установка триггера в состояние, определяемые входом D (1 или 0), происходит по фронту (срезу) импульса, поступающего на вход С. Обозначение D -триггера, обозначение его динамического входа (по фронту или по срезу) показаны на рис. Из рис. видно, что любой импульс имеет фронт и срез, которые условно можно представить в виде отрезка прямой. ГОСТ допускает и старое обозначение фронта и среза в виде треугольника. Если вершина треугольника направлена к триггеру, обозначен фронт, от триггера—срез синхроимпульса.

Состояние D -входа передается на выход по фронту (срезу) синхроимпульса. При отсутствии синхроимпульсов состояние входа D может меняться как угодно, состояние триггера при этом не меняется и наоборот: может поступить любое количество синхроимпульсов, но состояние выхода не изменится до тех пор, пока не изменится состояние входа D.

D -триггеры могут иметь потенциальный вход синхроимпульса. В этом случае его достаточно просто можно выполнить на логических элементах. Однако такие триггеры используются редко. D -триггеры применяются достаточно широко вследствие своей простоты, универсальности, удобства использования.

 

JK - триггер логических ИС.

JK—триггеры являются универсальными триггерами, так как на их основе можно построить другие типы триггеров. Наиболее часто используются синхронные триггеры с потенциальными входами J и K и с динамическим входом С. В отличие от D -триггера в JK —триггере два потенциальных входа, причем в зависимости от состояний входов J и K триггер ведет себя по-разному.

Для установки триггера в состояние "1 " в момент прихода импульса синхронизации должно быть: J =1, K=0; для установки триггера Q =0 должно быть J =0, K=1. В разных системах элементов используются триггеры, работающие по фронту или по срезу. Например, в системе SN74 JK —триггер устанавливается в состояние, указанное потенциальными входами, по срезу импульса С. Возможны следующие комбинации входов: J=1, K=0;

                                                                                                           J =0, K =1;

                                                                                                           J = K =1;

                                                                                                           J= K = 0.

J	K	C	Qn	Qn+1
1	0		Х	Х
1	0		Х	1
0	1		Х	Х
0	1		Х	0
1	1		0	1
1	1		1	0
0	0		Х	Х
0	0		Х	Х

Основным режимом работы JK —триггера является режим с противоположными состояниями J и K.

 В таблице символом Х обозначено любое возможное состояние. Если в столбиках Q_n и Q_{n +1} показано состояние Х, состояние триггера не изменилось.

Из таблицы можно сделать следующие выводы.

1. По фронту синхроимпульса состояние триггера не изменяется (см. строки 1,3).

2. По спаду синхроимпульса и противоположных J и К триггер устанавливается в состояние, определяемое значением J ( см. строки 2,4).

3. При J = K =1 каждый синхроимпульс переустанавливает триггер в противоположное состояние, т.е. триггер работает как Т -триггер (строки 5, 6).

4. При J = K =0 (строки 7 и 8) синхроимпульс не меняет состояния триггера. Этот режим, который называется режимом хранения, отличается от подобного режима RS -триггера, в котором такой режим (S = R =0) запрещен.

Если вместо двух сигналов J и K использовать один, на вход J триггераподать этот сигнал, на вход К –проинвертированный сигнал, JK —триггер будет работать как D -триггер.

Итак, JK —триггер может работать: а) как JK —триггер; б) как Т -триггер (при J = K =1); в) как D -триггер (входы J и K связываются внешним инвертором). Поэтому он называется универсальным.