Триггеры (стр. 2 из 3)
Рис.12.11. Граф переходов D‑триггера, синхронизируемого положительным фронтом синхросигнала
На рис.12.11 в кружках указаны значения выходного сигнала Q. В знаменателях дробей показаны промежуточные состояния, в которые триггер переводится перед переключением. Стрелками показаны переходы триггера из одного состояния в другое при поступлении соответствующих комбинаций входных сигналов С и D. D‑триггер можно получить из тактируемого RS‑триггера, путем добавления инвертора (рис.12.11).
Рис.12.12.Схема D‑триггера
Серийно выпускаемые D‑триггеры имеют два дополнительных входа: предварительной установки (S) и очистки (R). Название этих входов происходит от английских слов PRESET (предустановка) и CLEAR (очистка).
Условное графическое обозначение D‑триггера с двумя дополнительными входами показано на рис.12.13.
Рис.12.13. Условное графическое обозначение D‑триггера с двумя дополнительными входами
Логический 0 на входе S инициирует установку логической 1 на выходе Q. Логический 0 на входе R инициирует очистку выхода Q (установку логического 0 на выходе Q). В активных состояниях входы S и R блокируют действия входов D и C. При разблокировании входы D и С действуют так, как и в обычном D-триггере. В таблице истинности (табл.12.4) входы разделяются на асинхронный и синхронный. Асинхронные входы S и R в активных состояниях блокируют действия синхронных входов (D и C). Первые три строки табл.12.4 описывают режимы, в которых работа триггера контролируется асинхронными входами. При этом синхронные входы (D и C) могут находиться в любых состояниях, что отмечено знаком Х в табл.12.4.
Таблица 12.4. Таблица истинности для D‑триггера с дополнительными входами
Если оба асинхронных входа приведены в неактивное состояние (S=1 и R=1), D‑триггер можно установить в состояние 1 или 0, используя D и С входы. Две последние строки табл.12.4 описывают передачу информационного сигнала с D входа триггера на его Q‑выход с использованием тактового импульса. Поскольку эта операция осуществляется одновременно с приходом тактового импульса, она называется синхронной операцией. В данном триггере для передачи сигнала с D‑входа на выход Q используется положительный перепад напряжений (от низкого уровня к высокому) на фронте тактового импульса. Этот факт показан в табл.12.4 знаком.
Т‑триггер
Триггер типа Т называется триггером со счётным входом. Он изменяет своё состояние на противоположное каждый раз, когда на его вход приходит очередной сигнал. Обозначение триггера произошло от первой буквы английского слова toggle – защёлка.
Условное графическое обозначение Т-триггера показано на рис. 12.14. Т‑триггер имеет один вход Т и два выхода Q и
. T - счётный вход триггера. 
Рис.12.14. Условное графическое обозначение T‑триггера
Принцип работы триггера иллюстрирует его таблица истинности (табл.12.5).
Состояние его выхода меняется на противоположное при поступлении на вход счётного сигнала Т=1 и сохраняется неизменным при Т=0. В соответствии с табл.12.5 характеристическое уравнение Т‑триггера имеет вид:
Согласно этому уравнению Т‑триггер сохраняет неизменное состояние при Т=0, когда Q n+1=Q nи при Т=1, когда Q n+1= 
.
Т‑триггер может быть реализован введением в RS‑ и D‑триггеры обратных связей (рис.12.15).
Рис.12.15. Схемы T‑триггера
Временная диаграмма сигналов Т‑триггера показана на рис.12.16.
Рис.12.16. Временные диаграммы Т‑триггера
Из рис.12.16 видно, что Т‑триггер осуществляет деление частоты тактовой последовательности в 2 раза и переключение триггера происходит отрицательным фронтом счётного сигнала.
Рассмотрим граф переходов Т-триггера (рис.12.17)
Рис.12.17. Граф переходов Т‑триггера
В кружках указаны значения выходного сигнала Q. Триггер, синхронизируемый фронтом, имеет по два различных состояния, значения которых приведены в знаменателях дроби. Стрелками показаны переходы триггера из одного состояния в другое при поступлении соответствующих комбинаций входных сигналов. Изменение значения Q происходит при поступлении перепада Т=01. Граф переходов имеет промежуточные состояния 10 и 01, в которые Т‑триггер переводится перед переключением.
JK‑триггер
JK‑триггер наиболее широко используемый универсальный триггер, обладающий характеристиками всех других типов триггеров. JK‑триггер в отличии от RS‑триггера не имеет запрещенных комбинаций входных сигналов, которые следует исключать при работе цифровых систем.
На рис.12.18 показано условное графическое обозначение JK‑триггера.
Рис.12.18. Условное графическое обозначение JK‑триггера
Рассмотрим табл.12.6, иллюстрирующую принципы работы JK‑триггера.
Таблица 12.6. Таблица истинности для JK‑триггера
Из табл.12.6 видно, что когда на оба входа J и K подается уровень логического 0, триггер блокируется, и состояния его выходов не изменяются. В этом случае триггер находится в режиме хранения.
Строки 2 и 3 табл.12.6 описывают режимы, соответствующие установке триггера в состояние 0 и 1. Строка 4 соответствует переключательному режиму работы JK‑триггера. Если на обоих входах J и K установлен уровень логической 1, то следующие друг за другом тактовые импульсы будут вызывать перебросы уровней сигналов на выходах триггера от 1 к 0, от 0 к 1 и т.д. Такая работа триггера напоминает последовательно производимые переключения тумблера, откуда и происходит название режима.
Характеристическое уравнение JK‑триггера имеет вид:
JK‑триггер может быть реализован с использованием двух элементов И и RS‑триггера (рис.12.19).
Рис.12.19. Реализация JK‑триггера
Граф переходов JK‑триггера, синхронизируемого отрицательным фронтом синхросигнала показан на рис.12.20. В кружках указаны значения выходного сигнала Q, в знаменателях дробей показаны промежуточные состояния триггера перед переключением.
Рис.12.20. Граф переходов JK‑триггера,
Синхронизируемого отрицательным фронтом
синхросигналаJK‑триггер может иметь два дополнительных входа (асинхронных): предварительной установки S и очистки R (рис.12.21).
Рис.12.21. Условное графическое обозначение JK-триггера с дополнительными входами
Асинхронные входы (S и R) в активных состояниях блокируют действия синхронных входов. Активным состояниям асинхронных входов соответствуют три первых строки табл.12.7. В этих режимах синхронные входы блокированны и их состояния не влияют на состояние выходов триггера, поэтому для входов J, K и C в этих строках поставлен знак Х (любое состояние). Одновременная подача на оба асинхронных входа активного уровня сигнала (логического 0) соответствует запрещенному состоянию. При блокировании обоих асинхронных входов (S и R) уровнем логической 1,работу триггера контролируют синхронные входы. Это показано в четырех нижних строках табл.12.7.
Таблица 12.7. Таблица истинности для JK‑триггера с дополнительными входами
JK‑триггеры широко применяются во многих цифровых схемах, в частности они используются для построения счетчиков. Схема фиксатораФиксатором можно назвать любое цифровое запоминающее устройство. Примером такого устройства является D‑триггер. В микросхемном исполнении разработано большое число фиксаторов. Рассмотрим одну из таких схем: 4‑разрядный прозрачный фиксатор типа К155ТМ7 (зарубежный аналог — схема 7475), относящийся к классу ТТЛ - схем. Устройство состоит из четырех D‑триггеров, объединенных в одной ИС. Условное графическое обозначение фиксатора показано на рис.12.22.