Структура и классификация интегральных триггеров

Интегральные триггеры используются как самостоя­тельные устройства и, кроме того, входят в состав раз­личных функциональных устройств: счетчиков, регистров, запоминающих устройств и т. п. Современные интеграль­ные триггеры часто строятся на основе нескольких логи­ческих элементов, объединенных в одну микросхему. Они могут иметь несколько входов и различаться способами ввода входной информации. Для преобразования входной информации в требуемую комбинацию управляющих сигна­лов в триггере имеется устройство управления. Это устрой­ство позволяет значительно расширить функциональные возможности триггера.

Обобщенная структурная схема триггера с устройст­вом управления показана на рис. 12.5. Входные сигналы

Рис. 12.5 Структурная схема триггерной системы:

А, В — информационные (логические) входы; V — подготовительный вход; С — тактовый (синхронизирующий) вход; S' и R' — внутренние входы;

S и R — внешние входы; Qи Q— внешние выходы

А, В, V, С, S, R в зависимости от выполняемой роли подразделяются на информационные (логические), подго­товительные (разрешающие) и исполнительные (команд­ные). Входы триггера, на которые подаются эти сигналы, соответственно носят названия: информационные (логи­ческие), предустановочные (подготовительные) и такто­вые (синхронизирующие). В зависимости от назначения триггера предустановочные и тактовые входы могут от­сутствовать, в то время как информационные входы имеют­ся у каждого триггера.

На схемах входы триггера обозначают буквами ла­тинского алфавита в соответствии с табл. 12.1. По названиям информационных входов называют и триггеры: RS-триггер, D-триггер, JK-триггер и др.

В зависимости от схемы управляющего устройства триггеры делятся на синхронные и асинхронные (от греч. а — не, син — вместе, хронос — время). Асинхронные триггеры имеют только информационные (логические) входы, и в них запись информации осуществляется в мо­мент ее поступления. В синхронных триггерах запись информации, поступившей на информационные входы, происходит только при поступлении на синхронизирующий (тактирующий) вход дополнительного командного им­пульса. Синхронные триггеры могут иметь и асинхронные входы, которые обычно служат для установки триггера в нужное исходное состояние.

Асинхронные триггеры используются в качестве ком­мутаторов, ключей, счетчиков импульсов, делителей ча­стоты повторения импульсов и т. п. Синхронные триггеры применяются в вычислительной и цифровой технике.

Табл. 12.1. Функциональное назначение входов триггера

Работой триггеров можно управлять путем изменения уровней входных сигналов при достижении ими опреде­ленных порогов срабатывания, а также фронтами и сре­зами, возникающими при изменении этих уровней. Триг­геры, переключающиеся по уровню входных сигналов, называют триггерами со статическим управлением, а по фронтам и срезам — триггерами с динамическим управле­нием.

На схемах триггер изображают прямоугольником, разделенным вертикальной линией на две части (рис. 12.6): правая часть — основное поле, левая — дополнительное. В основном поле помещается буква Т, а в до­полнительном у каждого входа пишется буква (метка), указывающая на его функциональное назначение в соот­ветствии с табл. 12.1.Статические прямые входы и выходы отображают прямыми линиями без каких-либо индикато­ров, а инверсные имеют дополнительный индикатор в виде маленького кружка на стороне прямоугольника (рис. 12.6, а). Динамические входы обозначают небольшими треугольниками.

Рис. 12.6. Условные обозначения триггеров

У прямых динамических входов, вызы­вающих «опрокидывание» триггера при изменении уровня сигнала от 0 к 1, острие треугольника направлено внутрь поля (рис. 12.6, б), а у инверсных, вызывающих опроки­дывание триггера при изменении уровня сигнала от 1 до 0,— наружу (рис. 12.6, в).

У триггера может быть несколько информационных входов, связанных в группы операциями И либо ИЛИ. Группа входов, связанная операцией И, в дополнительном поле помечается символом логического умножения. Груп­па входов, связанная операцией логического сложения ИЛИ, дополнительных символов в условном обозначе­нии не имеет (рис. 12.6, г).

12.4. RS-ТРИГЕРЫ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ

RS-триггеры на логических элементах не содержат навесных деталей и обладают лучшими параметрами по сравнению с транзисторными триггерами на дискретных элементах.

Асинхронные RS-триггеры являются простейшими и выполняются на двух двухвходовых логических элемен­тах типа И — НЕ либо ИЛИ — НЕ.

Асинхронные RS-триггеры на ЛЭ ИЛИ— НЕ.Асинх­ронный RS-триггер на двух логических элементах ИЛИ — НЕ (рис. 12.7, а) содержит два информационных входа R и S, на которых возможны четыре комбинации логи­ческих сигналов: Sⁿ = Rⁿ = 0; Sⁿ = 1, Rⁿ = 0; Sⁿ = 0; Rⁿ = 1 и Sⁿ = Rⁿ = 1. Этим комбинациям соответствуют

Рис. 12.7. Схема (а) и условное обозначение (б) асинхронного RS-триг­гера на

ЛЭ ИЛИ — НЕ с прямым управлением

определенные сигналы на выходах триггера Qи Q, что отображается так называемой таблицей состояний, триг­гера (табл. 12.2). В ней приняты следующие обозначения:

Табл. 12.2. Состояние RS-тригера с прямым управлением

tⁿ и tⁿ⁺¹ — моменты времени до и после срабатывания триггера; Sⁿ и Rⁿ — сигналы на информационных входах в момент tⁿ; Qⁿ и Q^n+l — сигналы на прямом выходе в моменты времени tⁿ и tⁿ⁺¹. Из таблицы состояний видно что первая комбина­ция входных сигналов Sⁿ = Rⁿ = 0 не вызывает измене­ния состояния триггера. Действительно, если к моменту времени tⁿ состояние триггера характеризовалось сигнала­ми Qⁿ = 1, Qⁿ = 0, то в момент tⁿ на входах верхнего ЛЭ будут действовать нулевые сигналы, и на его выходе Qбудет логическая 1(Qⁿ⁺¹ = 1). В это же время на верхнем входе нижнего ЛЭ будет логическая 1, на нижнем входе S — логический 0, в результате чего на его выходе Q будет поддерживаться логический 0 (Qⁿ⁺¹ = 1). Анало­гично можно показать, что при данной комбинации вход­ных сигналов состояние триггера, соответствующее вы­ходным сигналам Qⁿ = 0 и Qⁿ=l, также не изменится. По этой причине комбинацию входных сигналов Sⁿ = Rⁿ = 0 называют нейтральной или режимом памяти.

Комбинация входных сигналов Sⁿ = 1, Rⁿ = 0 перево­дит RS-триггер в единичное состояние: Qⁿ⁺¹ = l, Qⁿ⁺¹ = 0, если он перед этим находился в нулевом состоя­нии (Qⁿ = 0, Qⁿ = l). Если же RS-триггер в момент времени tⁿ находился в единичном состоянии (Qⁿ = 1, Qⁿ = 0), то дадная комбинация подтверждает это состояние (Qⁿ⁺¹ = 1, Qⁿ⁺¹ =0). Поэтому вход S называют единич­ным входом: появление логической 1 на этом входе гаран­тирует наличие логической 1 на прямом выходе триггера независимо от его первоначального состояния.

Комбинация входных сигналов Sⁿ = 0, Rⁿ = 1 обеспе­чивает нулевое состояние триггера. Действительно, если Qⁿ = 1 и Qⁿ = 0, то при поступлении сигналов Sⁿ = 0 и Rⁿ = 1 на одном входе верхнего ЛЭ появится логическая 1. Это вызовет появление на его выходе логического 0 (Qⁿ⁺¹ = 0), и на обоих входах нижнего ЛЭ будут логи­ческие нули, а на его выходе Qⁿ⁺¹ — логическая единица. Если же триггер находился в нулевом состоянии (Qⁿ = 0, Qⁿ = l), то комбинация входных сигналов Sⁿ = 0, Rⁿ = 1 состояние триггера не изменит, так как на обоих входах верхнего ЛЭ будут логические единицы, а нижнего ЛЭ — логические нули, подтверждающие выходные сигна­лы Qⁿ⁺¹ = 0, Qⁿ⁺¹ = 1. По этой причине вход R называют нулевым входом.

При комбинации входных сигналов Sⁿ = Rⁿ = 1 на обоих выходах триггера появятся логические нули (Qⁿ⁺¹ = 0, Qⁿ⁺¹ = 0). Если вслед за этим последует нейтраль­ная комбинация входных сигналов (Sⁿ = Rⁿ = 0), то триг­гер с равной вероятностью примет единичное или нуле­вое состояние. Поэтому комбинацию входных сигналов Sⁿ = Rⁿ = 1 для рассматриваемого RS-триггера называют запрещенной и в таблице состояний отображают бук­вой x.

В рассмотренном триггере переключение состояний осуществляется единичными сигналами. Такой триггер называют триггером с прямым управлением и обозначают так, как показано на рис. 12.7, б.

Асинхронные RS-триггеры на ЛЭ И— НЕ.Асинхрон­ный RS-триггер можно выполнить и на двух двухвходовых ЛЭ И — НЕ (рис. 12.8, а).

В отличие от RS-триггера на ЛЭ ИЛИ — НЕ переклю­чения данного триггера осуществляются сигналами логи­ческого 0. Такойтриггер называют триггером с инверсным управлением (RS-триггер). На функциональных схемах переключающие входы RS-триггера снабжаются индика­торами инверсии, а к буквенным обозначениям входов добавляются знаки отрицания (рис. 12.8, б).Состояния триггера в зависимости от комбинаций входных сигналов приведены в табл. 12.3.

Рис. 12.8. Схема (а) и условное обозначение (б) асинхронного RS-триггера на

логических элементах И — НЕ с инверсным управлением

Из таблицы состояний RS-триггера с инверсным управ­лением следует, что комбинация входных сигналов Sⁿ = Rⁿ = 1 является нейтральной, a Sⁿ = Rⁿ = 0 — запре­щенной.

Табл. 12.3. Состояния RS-триггера с инверсным управлением

Если ко входам RS -триг­гера добавить два инвертора (рис. 12.8, в), то получится RS-триггер, подобный триг­геру на элементах ИЛИ — НЕ. Асинхронные RS-триггеры используются в качестве ячеек памяти в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ) статического типа (например, ИМС К155РУ1).

Синхронные RS-триггеры на ЛЭ И— НЕ.Асинхрон­ные RS-триггеры легко преобразовать в синхронные, если подключить к их входам устройство управления, состоящее из логических элементов. На рис. 12.9, а приведена струк­турная схема синхронного RS-триггера со статическим управлением на ЛЭ И — НЕ. Собственно триггер вы­полнен на элементах DD3 и DD4, а элементы DD1 и DD2 образуют устройство управления. Кроме информационных входов S и R, устройство управления имеет синхрони­зирующий, или тактовый, вход С, связанный с входами S и R операциями И — НЕ. Поэтому информация с вхо­дов S и R передается на собственно триггер только при С = 1.

Собственно триггер управляется внутренними сигна­лами q₁и q₂. Переключения осуществляются нулевыми уровнями этих сигналов так же, как в триггере на рис. 12.8, а. Так как ЛЭ DD1 и DD2 осуществляют инвер­сию входных сигналов S и R,то нулевым уровням сигналов

Рис. 12.9. Схема (а) и условные обозначения (б; в) синхронного

RS-триггера на логических элементах И — НЕ

q₁и q₂должны соответствовать единичные уровни внешних информационных сигналов S и R.

Рассмотрим работу синхронного RS-триггера, приняв Qⁿ = 0, Sⁿ=1, Rⁿ = 0. Если С = 0, то ЛЭ DD1 и DD2 закрыты и q₁=q₂=1. Такая комбинация внутренних сигналов q₁и q₂является нейтральной для собственно триггера, и он сохраняет свое состояние Qⁿ = 0. Это состояние не изменяется при любых значениях информационных сигналов S и R. С приходом синхронизирующего импульса (С = = 1) на входах ЛЭ DD1 будет действовать логическая 1, вследствие чего q₁ = 0 и Qⁿ⁺¹ = 1. Так как q₂ = 1 (поскольку Rⁿ = 0 и С = 1), то на входы ЛЭ DD4 поступят сигналы q₂ = 1 и Qⁿ⁺¹ = 1 и образуют на его выходе сигнал Qⁿ⁺¹ = 0. Следовательно, триггер перешел в единичное состояние, которое будет сохраняться и после прекращения действия синхронизирующего импульса, так как при С = 0 для собственно триггера опять возникнет нейтральная комбинация q₁ = q₂ = 1.

Обратный переброс триггера в состояние Q = 0 про­изойдет в момент действия следующего синхронизирую­щего импульса при наличии на информационных входах сигналов Sⁿ = 0 и Rⁿ = 1. Комбинация входных сигналов Sⁿ = Rⁿ = 1 для рассмотренного триггера является недо­пустимой, так как при С=1 возникнет недопустимая комбинация q₁ = q₂ = 0, создающая неопределенное со­стояние на выходах триггера: Qⁿ⁺¹ = Qⁿ⁺¹ = 1.

Условное обозначение рассмотренного синхронного RS-триггера с двумя информационными и одним синхро­низирующим входами дано на рис. 12.9, б, а его состоя­ния — в табл. 12.4.

Если на дополнительные входы элементов DD3 и DD4 (на рис. 12.9, а они показаны пунктиром) подавать сигналы S и R,то можно осуществлять асинхронную установку триггера в состояния 0 и 1, минуя информационный и синхронизирующий входы. При этом функционирование триггера будет определяться состояниями, соответствую­щими состояниям триггера с инверсным управлением (см. табл. 12.3). Условное обозначение синхронного триг­гера с дополнительными входами, позволяющими осуще­ствлять асинхронное управление его работой, показано на рис. 12.9, в.

Табл. 12.4. Состояния синхронного RS-триггера с прямым управлением

При синхронной работе триггера на его дополнитель­ных входах должна поддерживаться нейтральная комби­нация S = R = 1.

Синхронные RS-триггеры на ЛЭ ИЛИ— НЕ.Синхрон­ный RS-триггер можно построить и на ЛЭ ИЛИ — НЕ (рис. 12.10). Управление работой такого триггера осуществляется сигналами нулевого уровня Sⁿ = 0 или Rⁿ = 0

Рис. 12.10. Схема (а) и условное обозначение (б) синхронного RS-триггера на

логических элементах ИЛИ — НЕ

при С = 0 в соответствии с табл. 12.3. Запрещенной комби­нацией входных сигналов является комбинация Sⁿ = Rⁿ = 0 при Сⁿ = 0. Действительно, в этом случае на обоих входах ЛЭ DD1 и DD2 действует логическая 1 (Sⁿ = l, Сⁿ = 1, Rⁿ = 1) и q₁ = q₂ = 0. При этом на обоих выходах ЛЭ DD3 и DD4 будет логическая 1.

В синхронных RS-триггерах изменения состояний при наличии разрешающего синхронизирующего импульса происходят так же, как и в асинхронных. Поэтому смена сигналов на информационных входах должна произво­диться только в паузах между синхронизирующими им­пульсами, чтобы не произошло нарушения его работы.

RS-тригтер на ЛЭ И — ИЛИ — НЕ. RS-триггер со статическим управлением можно выполнить на ЛЭ И — ИЛИ — НЕ (рис. 12.11, а).Принцип его работы не отли­чается от работы рассмотренных триггеров, в чем легко убедиться, представив его в виде, показанном на рис. 12.11. б.

Рис. 12.11. Структурная (а) и функциональная (б) схемы RS-триггера на

логических элементах И — ИЛИ — НЕ

Недостатком RS-триггеров является появление неопре­деленных состояний при образовании запрещенных комби­наций входных сигналов. Неопределенных состояний можно избежать, подключив ко входам триггера схему управления из ЛЭ. Работа схемы управления заключается в том, что при появлении на входе запрещенной комби­нации сигналов состояние триггера принимает вполне определенное значение: единичное (S-триггер), нулевое (R-триггер), сохраняющее прежнее состояние (E-триггер) или меняющее состояние на противоположное (JK-триггер).

12.5. D-ТРИГТЕРЫ

D-триггеры имеют один информационный вход D и могут быть асинхронными или синхронными. Наибольшее применение получили синхронные D-триггеры. Простейший синхронный D-триггер (рис. 12.12, а)выполнен на ЛЭ DD3 и DD4 типа И — НЕ по схеме RS-триггера и является ячейкой памяти. Логические элементы DD1 и DD2 образуют схему управления.

При отсутствии синхронизирующего импульса (С = 0) ЛЭ DD1 и DD2 закрыты, q₁ = q₂ = 1 и на выходе триггера поддерживается устойчивое состояние Qⁿ = 1 или Qⁿ = 0. При этом информация на входе D не изменяет состояние

Рис. 12.12. Схема (а) и условное обозначение (б) D-триггера на логи­ческих элементах И — НЕ

ЛЭ DD1 и DD2 и поэтому не влияет на состояние ячейки памяти.

Если с приходом синхронизирующего импульса С = 1, сигнал на информационном входе D отсутствует, т. е. Dⁿ = 0, то ЛЭ DD1 закрыт и q₁ = 1. На обоих входах ЛЭ DD2 будет действовать логическая 1 (С = 1, q₁ = 1), он откроется (q₂ = 0), что приведет к запиранию ЛЭ DD4 и отпиранию ЛЭ DD3. В результате на выходе ячейки памяти установится нулевое состояние (Qⁿ⁺¹ = 0, Qⁿ⁺¹= 1). Если же во время действия синхронизирующего импульса С = 1на вход D поступает логическая 1 (D = 1), то открывается ЛЭ DD1, на его выходе образуется логический 0 (q₁= 0), а ЛЭ DD2 будет закрыт и q₂ = 1. Под действием промежуточного сигнала q₁= 0 ЛЭ DD3 запирается (Qⁿ⁺¹ = 1), а ЛЭ DD4 отпирается, так как на его входах действуют сигналы q₂ = 1 и Qⁿ⁺¹ = l.

Из вышеизложенного следует, что сигнал на выходе Q D-триггера принимает такое же значение, какое имеется на информационном входе D во время действия синхрони­зирующего импульса. Это значение хранится (запоми­нается) в триггере до прихода следующего синхронизи­рующего импульса, так как в паузах между синхронизи­рующими импульсами на входах ячейки памяти действует нейтральная комбинация сигналов q₁ = q₂ = 1. Следова­тельно, в D-триггере осуществляется задержка на один, такт сигнала, поступающего на информационный вход D. Поэтому D-триггер называют триггером задержки (от англ. delay — задержка, промедление).

В D-триггере вместо ЛЭ И — НЕ можно использовать ЛЭ ИЛИ — НЕ. В последнем случае для синхронизации потребуются импульсы нулевого уровня.

Если требуется задержка записанной информации более чем на один такт, применяют DV-триггер, отличаю­щийся от D-триггера наличием дополнительного информа­ционного входа V (от англ. valve — вентиль, клапан), как паказано на рис. 12.13, а. Когда V = 1, триггер рабо­тает как D-триггер. При V = 0 ЛЭ DD1 и DD2 закрыты при любых комбинациях сигналов на входах D и С,

Рис. 12..13. Схема (а), условное обозначение (б) DV-триггера и схема двухтактного триггера (в)

и в ячейке памяти хранится информация, записанная в пре­дыдущем такте.

На рис. 12.13, в приведена схема однофазного двух­тактного триггера на ЛЭ 2И — ИЛИ. Запись логической 1 в этом триггере осуществляется через ЛЭ И2 при одно­временном действии сигналов на входах Т2 и D. После окончания действия сигналов Т2 и D (или одного из них) единичное состояние триггера удерживается логическим элементом И1, на входе которого действуют сигналы Q = 1 и T₁ = 1 (T₁=0). Установка триггера в состояние логического нуля осуществляется подачей на вход T1 логической 1 (при этом T₁=0).

Как устройства запоминания двоичной информации D- и DV-триггеры применяются при построении регистров, счетчиков и других узлов цифровой техники.

12.6. JK-ТРИГГЕРЫ

JK-триггер функционирует подобно RS-триггеру, с той лишь разницей, что не имеет запрещенной комбинации входных сигналов. Вход J выполняет роль входа S, а вход K — роль входа R. При входной комбинации Jⁿ = Kⁿ = 1, эквивалентной запрещенной комбинации Sⁿ = Rⁿ = 1 для RS-триггера, состояние JK-триггера изменяется на проти­воположное.

Одноступенчатый JK-триггер.Структурная схема JK-триггера показана на рис. 12.14, а. На ЛЭ DD5 и DD6 выполнена ячейка памяти,

Рис. 12.14. Схема (а) и условное обозначение (б) асинхронного JK-триггера

представляющая RS-триггер. Элементы DD1 и DD2 образуют схему управ­ления, a DD3 и DD4 осуществляют задержку сигналов, поступающих на входы ячейки памяти. Особенностью JK-триггера является наличие цепей обратной связи с выхо­дов на входы, поэтому его состояние зависит не только от входных сигналов J и K,но и от сигналов на выходах Qи Q.

Если Jⁿ = Kⁿ = 0, то независимо от сигналов Qⁿ и Qⁿ на выходах ЛЭ DD1 и DD2 будет нейтральная комби­нация q₁ = q₂ = 1, сохраняющая информацию в ячейке памяти. При Jⁿ = 1 и Kⁿ = 0по-прежнему промежуточ­ный сигнал q₂=1,а значение сигнала q₁зависит от со­стояния ячейки памяти. Если Qⁿ = 1 и Qⁿ = 0, то на входе ЛЭ DD1 будут сигналы Jⁿ=1, Qⁿ = 0 и q₁ = q₃= 1. Состояние ячейки памяти не изменится. Если же Qⁿ = 0, a Qⁿ = 1, то q₁ = q₃ = 0, на выходе ЛЭ DD5 образуется сигнал Q^n+l = 1, а на выходе ЛЭ DD6 — сигнал Qⁿ⁺¹ = 0. Аналогичным образом при Kⁿ = 1 и Jⁿ = 0 в ячейку памяти записывается логический нуль, если она находилась в состоянии логической единицы, или подтверждается ее нулевое состояние.

Пусть теперь Jⁿ = Kⁿ = 1 и Qⁿ = l, a Qⁿ = 0. Это приведет к установлению q₂ = q₄ = 0, в результате чего состояние ЛЭ DD6 изменится на значение Qⁿ⁺¹ = l и состояние ЛЭ DD5 — на значение Qⁿ⁺¹ = 0. При Jⁿ = Kⁿ = 1 и Qⁿ = 0, Qⁿ = l будет q₁ = = q₃ = 0, вследствие чего на выходе ЛЭ DD5 возникнет Qⁿ⁺¹ = 1, а на выходе ЛЭ DD6 — сигнал Qⁿ⁺¹ = 0. Таким образом, независимо от того, в каком состоянии находился JK-триггер при ком­бинации входных сигналов Jⁿ = Kⁿ = 1 происходит его пе­реброс — изменение состояния на противоположное.

Элементы задержки DD3 и DD4 служат для задержки времени поступления сигналов ОС с выходов триггера на входы ЛЭ DD1 и DD2. Эти сигналы Qⁿ⁺¹ и Qⁿ⁺¹ по­ступают на ЛЭ DD1 и DD2 после окончания действия входных сигналов Jⁿ и Kⁿ, т. е. когда Jⁿ⁺¹ = Kⁿ⁺¹ = 0. Отсутствие элементов задержки вызвало бы многократное срабатывание триггера — генерацию. Сигналы J и K должны быть кратковременными, что достигается управ­лением работой ЛЭ DD1 и DD2 по фронту или срезу импульсов. Следовательно, в JK-триггере используется динамическое управление записью информации, что и подчеркивается в его условном изображении (рис. 12.14, б).

Состояния JK-триггера при различных значениях входных сигналов можно кратко отразить таблицей со­стояний (табл. 12.5).

Табл. 12.5. Состояния JK-триггера

Рассмотренный асинхронный JK-триггер не приме­няется из-за сложности изготовления элементов задержки. Применяемые на практике JK-триггеры обычно выпол­няются по двухступенчатой схеме, или схеме MS (от анлг. master-slave, что означает ведущий-ведомый).

Двухступенчатый JK-триггер.В состав двухступенча­того JK-триггера (рис. 12.15, а)входят синхронный RS-триггер первой ступени T1 с логикой 2И на входе, синхрон­ный триггер Т2 второй ступени и инвертор. Запись инфор­мации в первый триггер производится по сигналу С=1. После окончания сигнала на входе С (С = 0) информация с первого триггера переписывается во второй.

Рис. 12.15. Схема (а) и условные обозначения (б, в) двухступенчатого синхронного JK-триггера

Следова­тельно, задержка в перезаписи информации будет опреде­ляться в основном длительностью сигнала на входе С. В остальном работа двухступенчатого JK-триггера анало­гична работе рассмотренного асинхронного / J K-триггера.

В JK-триггер можно ввести дополнительные входы S и R и с их помощью осуществлять асинхронную установку состояний триггера независимо от сигналов на входах J, K и С. Такой триггер называют комбинированным JK-триггером (рис. 12.15, в).

Если перед входом K JK-триггера поставить инвертор (рис. 12.16), то JK-триггер можно использовать как D-триггер. Допустим, D = 0 и С = 0, тогда J = = 0, K =1. Синхронизирующий импульс С = 1 переведет JK-триггер в состо­яние Q = 0, Q= 1.

Рис. 12.16. Схема D-триггера, выполнен­ного на синхронном JK-триггере

Если D = 1 (J = 1, K = 0), то после воздействия синхро­низирующего импульса JK-триггер перейдет в состояние Q = 1, Q = 0.

12.7. T-ТРИГГЕРЫ

T-триггер (от англ. toggle — кувыркаться) представ­ляет собой триггер со счетным входом (или счетным запуском). Он изменяет свое состояние на притивопо-ложное при поступлении на вход Т каждого запускаю­щего импульса.

Работа T-триггера на дискретных элементах рассмот­рена в § 12.2 (рис. 12.3). В интегральном исполнении T-триггеры не выпускаются, так как они легко получаются из RS-, JК- или D-триггеров.

На рис. 12.17, а показано преобразование двухсту­пенчатого RS-триггера в T-триггер. В те такты, когда

Рис. 12.17. Схема (а) и условные обозначения (б, в) T-триггера,

вы­полненного на синхронных RS-триггерах

Рис. 12.18. Условные обозначения T-триггеров, полученных из

JK-триггеров (а, б) и D-триггера с динамическим управлением (в)

Sⁿ = Qⁿ = 1 (при этом Rⁿ = Qⁿ = 0), синхронизирующий импульс С = 1 устанавливает первый триггер в единичное состояние. Это состояние переписывается во второй триг­гер после прекращения действия синхронизирующего им­пульса. На выходе триггера образуются сигналы Qⁿ⁺¹ = 1, Qⁿ⁺¹ = 0. При поступлении следующего синхрони­зирующего импульса первый триггер сигналом Rⁿ⁺¹ = Qⁿ⁺¹ = 1 устанавливается в нулевое состояние, кото­рое записывается во второй триггер после окончания действия синхронизирующего импульса: Qⁿ⁺² = 0, Qⁿ⁺² = 1.

На рис. 12.18 показаны преобразования JK-триггера в асинхронный (а) и синхронный (б) T-триггеры, а также преобразование D-триггера с динамическим или двухсту­пенчатым управлением записью в T-триггер.

Разновидностью счетного триггера является TV-триг­гер, который имеет дополнительный вход V (рис. 12.19, а). При V = 1 триггер работает как обычный T-триггер, а при V = 0 переключений триггера не происходит.

Рис. 12.19. Условные обозначения TV-триггеров

На рис. 12.19, б показано преобразование в TV-триггер JK-тригтера.

Асинхронные и синхронные Т- и TV-триггеры при­меняются в счетчиках и делителях частоты повторения импульсов.

Контрольные вопросы и задания

1.Дополните графики напряжений триггера с коллекторно-базовыми связями (рис. 12.1) графиками изменений напряжений на ба­зах транзисторов VT1 и VT2.

2.Поясните принцип работы триггера с коллекторно-базовыми связями и одним (счетным) входом (рис. 12.3).

3. Изобразите схемы асинхронных RS-триггеров на ЛЭ ИЛИ — НЕ и И — НЕ. Каковы отличительные особенности работы этих триггеров?

4.Поясните работу синхронного RS-триггера на ЛЭ И — НЕ (рис. 12.9, а). Какая комбинация сигналов на входах R и S является запрещенной для этого триггера и почему?

5. Почему комбинация сигналов S = R = С = 0 для синхронного RS-триггера на ЛЭ ИЛИ — НЕ (рис. 12.10) является запрещенной?

6.Изобразите схему простейшего синхронного D-триггера на ЛЭ И — НЕ и поясните его работу.

7.В чем особенности работы DV-триггера по сравнению с D-триггером?

8.Поясните, как работает JK-триггер, изображенный на рис.12.14, а.

9.Какую функцию выполняет ЛЭ НЕ в триггере, изображенном на рис. 12.17, а?

Глава 13. ЦИФРОВЫЕ И КОМБИНАЦИОННЫЕ

ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА