а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы
Таблица истинности RS-триггера Таблица 3
|
№ |
R’ |
S’ |
Q n+1 |
Q’ n+1 |
|
1 |
1 |
1 |
Q n |
Q’ n |
|
2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
4 |
0 |
0 |
– |
– |
Анализ работы триггера (рисунки 4, а; 5, а) выполняется по следующему алгоритму:
- задать исходные значения выходов, например, Q n =0, Q’ n =1;
- выбирать значения входных сигналов R, S в соответствии с таблицей истинности;
- выполнить логические операции c заданными Q n и выбранными значениями R, S;
- новые (полученные) значения выходов Q n+1подать на входы и еще раз выполнить логические операции из-за возможности появления неустойчивых состояний.
На основе RS-триггера получен ряд триггеров с различными функциональными возможностями. Например, синхронный RS-триггер (рис. 6), его таблица истинности табл. 4.
Рис. 6 Синхронный RS-триггер на элементах 2И-НЕ:
а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы
Таблица истинности синхронного RS-триггера Таблица 4
|
№ |
C |
R |
S |
Q n+1 |
Q’ n+1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
Q n |
Q’ n |
|
2 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
– |
– |
|
5 |
0 |
X |
X |
Q n |
Q’ n |
X – любое значение переменной, которая не оказывает влияния на результат.
Считывание сигналов с информационных входов R, S происходит при наличии тактового сигнала C на интервале времени Dt, когда триггер работает как статическое устройство. Если в течение этого интервала по какой-либо причине происходит изменение входных сигналов R, S, то оно оказывает влияние на состояние выходов (интервал времени t3 – t4).
Чтобы сократить время считывания (приблизительно до пяти наносекунд) и таким образом повысить помехозащищенность триггера, тактовый вход C делают динамическим.
3 D-триггер
Схема D-триггера (рис. 7) имеет один информационный вход D и тактовый вход C, его таблица истинности табл. 5.
Триггер является простейшей ячейкой памяти и применяется только как синхронный элемент.
Рис. 7 D-триггер на элементах 2И-НЕ:
а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы
Таблица истинности D-триггера Таблица 5
|
№ |
C |
D |
Q n+1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
1 |
1 |
1 |
|
3 |
0 |
X |
Q n |
На рисунке 7 представлен синхронный потенциальный D-триггер. Если при наличии тактового сигнала C (интервал t3 – t5), происходит изменение входного сигнала D (в момент времени t4), то это оказывает влияние на состояние выходов.
Чтобы повысить помехозащищенность триггера, тактовый вход C делают динамическим.
Если в схему D-триггера добавить разрешающий вход V, то такое устройство называется DV-триггером (рис. 8), таблица истинности табл. 6.
|
Таблица истинности DV-триггера Таблица 6 |
|
||||
|
№ |
V |
C |
D |
Q n+1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
3 |
0 |
0 |
X |
Q n |
|
|
4 |
0 |
1 |
X |
Q n |
|
|
5 |
1 |
0 |
X |
Q n |
|
Рис. 8 DV-триггер
Данные триггеры применяются:
- для задержки прохождения сигнала до появления тактового импульса;
- в регистрах и счетчиках;
- в запоминающих устройствах, требующих большого числа простых ячеек памяти.
4 T-триггер
Схема T-триггера (рис. 9) имеет один информационный динамический вход T, его таблица истинности табл. 7. Если в схему T-триггера добавить разрешающий вход V, то такое устройство называется TV-триггером (по аналогии с DV-триггером).
Таблица истинности T-триггера Таблица 7
|
№ |
T |
Q n |
Q n+1 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|
2 |
1 |
1 |
0 |
Рис. 9 T-триггер
на основе RS-триггера:
а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы
Согласно временной диаграмме, в исходном состоянии Q =0, Q’ =1, на входе R =0, S=1. По переднему фронту тактового импульса T=1 сигналы с выходов запишутся в триггер и установятся новые значения Q =1, Q’ =0 (в момент времени t1). Очередной тактовый импульс запишет их в триггер и в момент времени t2 установятся значения Q =0, Q’ =1.
Данный триггер применяется:
- для изменения знака двоичного числа в арифметико-логическом устройстве;
- в счетчиках, делителях частоты;
- в регистрах.
5 Приоритетные триггеры
Триггеры, у которых одни входы имеют преимущество над другими в установлении сигналов на выходе, называются приоритетными.
К таким устройствам относятся разновидности RS–триггера, а именно: R, S, E-триггеры (рис. 10, таблица истинности табл. 8). Последняя строка этой таблицы определяет приоритет соответствующего входа.
Таблица истинности RS -триггеров Таблица 8
|
R -триггер |
S -триггер |
E -триггер |
||||||||
|
R |
S |
Qn+1 |
R |
S |
Qn+1 |
R |
S |
Qn+1 |
||
|
0 |
0 |
Q n |
0 |
0 |
Q n |
0 |
0 |
Q n |
||
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Q n |
||
Схема E-триггера устанавливает преимущество входного сигнала R или S, который появился на входе первым с помощью логической операции Импликация. Пришедший первым сигнал (логическая единица) инвертируется и устанавливает запрет на поступление сигнала на второй вход.
Рис. 10 Приоритетные триггеры на основе RS-триггера:
а – R-триггер; б – S-триггер; в – E-триггер
Пример E-триггер исключает зажигание сигналов светофора одинакового цвета для различных направлений движения транспорта.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
