Комбинационные схемы электронных устройств, страница 2

1.2.2 Синхронные RS триггеры. На входы логического элемента сигналы не всегда поступают одновременно, так как перед этим могут проходить разное число узлов. Это явление называют состязаниями или гонками, в результате чего могут произойти ложные срабатывания ЛЭ. Для устранения такого явления используется синхросигнал, то есть на элемент кроме информационных сигналов подаются тактирующие, к моменту прихода которых информационные сигналы успевают установиться на входах. На рис. 6 приведено условное обозначение (б)  и схема (а).

 


    а)                                                                  б)

Рисунок 6

Элементы И-НЕ1 и И-НЕ2 передают переключающую логическую 1 с информационного входа R или S на соответствующие входы RS триггера с инверсными входами только при наличие на синхронном входе С уровня логической 1.

1.2.3 Двухступенчатый синхронный RS триггер. Строится на базе двух последовательно соединенных одноступенчатых RS триггеров со специальной организацией цепи синхронизации.

Рисунок 7

На рис.8 приведено обозначение двухступенчатого синхронного RS триггера.

Рисунок 8

При с=1 осуществляется прием информации в 1-ый триггер, а при с=0 – передача информации с 1-го во 2-ой и блокируются информационные входы первого триггера. Поэтому схема состояния триггера для внешних схем происходит при переходе сигнала синхронизации из 1 в 0.

1.3 Т- триггер

Имеет только один информационный вход Т, называемый счетным входом и изменяет свое состояние после прихода на счетный вход Т каждого управляющего (счетного) сигнала.

Таблица переходов.

Qt

Tt

Q(t+1)

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

Характеристическое уравнение:   

Qt+1=TtQtVTtQt; при Tt=0, получаем Qt+1=Qt, при Tt=1, получаем Qt+1=Qt.

 На рис. 9 представлено обозначение T-триггера.

Рисунок 9

Триггер реализует операцию сложения по модулю 2. Сигнал на выходе Q появляется в 2 раза реже, чем на входе Т.

1.3.1 Асинхронный Т- триггер. Он может быть построен на базе двухступенчатого синхронного RS триггера с дополнительными связями. В исходном состоянии (R=S=0) при Т=0 происходит постоянное копирование состояния триггера М триггеров S, так как элемент И-НЕ9 выдает уровень 1 на входы И-НЕ5 и И-НЕ6.

 


Рисунок 10

Если Т-триггер находится в состоянии 0, то (Q=0) , то на входе R=0 и входе S=0.

При поступлении на вход Т первого счетного сигнала (Т=1) в триггер (М) запишется 1 уровнем логического 0  с выхода логического элемента И-НЕ1. Состояние триггера (S) при этом не изменится, так как уровень логического 0 с выхода элемента И-НЕ9  будет блокировать его состояние. После окончания действия второго счетного сигнала на входе Т (Т=0) в триггер (S) запишется 0 уровнем логического 0 с выхода элемента И-НЕ6. На выходах Т-триггера произойдет изменение потенциалов (Q=0,Q=1), а также на R и S-входах триггера М. Таким образом, каждый счетный сигнал на входе Т переводит триггер М в противоположное состояние.

 Временная диаграмма  работы Т-триггера приведена на рис.11.

 


Рисунок 11

1.3.2 Синхронный Т-триггер двухтактный.

 


Обозначение и временная диаграмма:

 


                                а)                                                                    б)

Рисунок 12

Из временной диаграммы видно, что при наличии на входе Т сигнала высокого уровня каждый синхронизирующий сигнал на входе С будет переключать триггер из единичного состояния в другое (при переходе С из 1 в 0).

1.4 D- триггер

Он имеет один информационный вход и реализует функцию задержки.Qt+1=Dt;

Таблица переходов:

Qt

Dt

Qt+1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

Обозначение D-триггера представлено на рисунке 13,а и б.

 


                           а)                                                                 б)

Рисунок 13

1.4.1 Однотактный синхронный D- триггер задерживает распространение входного сигнала на время паузы между синхросигналами (полпериода). Обозначение и временная диаграмма:

 


                            а)                                                                  б)

Рисунок 14

Этот вид триггера принимает информацию с входа D при с=1, изменение D в это время нежелательно.

1.4.2 Двухтактный D- триггер. Обозначение и временная диаграмма:

 


                     а)                                                                     б)

Рисунок 15

Из временной диаграммы видно, что в D- триггере происходит задержка на один период.

1.5 JK-триггер

Отличается от RS триггеров тем, что при значениях входной информации запрещенной для RS триггеров они инвертируют хранимую в них информацию.

Характеристическое уравнение: Qt+1=KtQtVJtQt. Для реализации функции JK-триггеров необходимо на его входы подать информацию, которая была на его выходах. Комбинация J=K=1 опрокидывает триггер.

Таблица переходов:

J

K

Qt+1

0

0

1

1

0

1

0

1

Qt (хранение)

0 (установка 0)

1 (установка 1)

Qt (инверсия)

 Ниже приведено условное обозначение JK-триггера

 


Рисунок 16

1.5.1. Универсальный JK-триггер. В ЭВМ широко используются JK-триггеры с групповыми входами J и K и установочными R и S. Каждая группа входов объединена конъюнкцией, что позволяет расширить логические возможности JK-триггеров.

 


Рисунок 17

Регистры и счетчики являются цифровыми узлами последовательного типа: они строятся на основе триггеров и имеют ту особенность, что их состояние оказывается зависимым  не только от сигналов, воздействующих на входы в данный момент времени, но также и от предыдущих состояний. Иными словами регистры и счетчики относятся к цифровым автоматам с памятью. Эти узлы могут быть реализованы на интегральных триггерах, а также в виде микросхемы повышенного уровня интеграции.