Виды триггеров (стр. 2 из 4)

Кроме рассмотренных триггеров в интегральной схемотехнике широко применяются и другие типы триггеров такие как

и , , , , типов и другие, то есть с прямым и инверсным управлением по информационным входам.

Следует иметь ввиду, что триггеры вида F должны фиксировать на своих выходах только ту информацию, которая действует на его входах в момент поступления фронта ТИ. А это означает, что триггеры не должны запоминать информацию, действующую на его входах при отсутствии ТИ. Применительно к любому функциональному типу триггера сказанное означает, что в отсутствие ТИ информация на его входах может изменяться по любому закону, и если к моменту поступления фронта ТИ на его входах окажется нейтральная комбинация сигналов, при которой триггер находится в режиме хранения (для JK-триггера это J=K=0), то с поступлением фронта ТИ, триггер должен подтвердить свое состояние, то есть остаться в состоянии Qⁿ.

Кроме тактируемых, находят применение и асинхронные триггеры, срабатываемые по фронту. Среди них наиболее широко используются триггеры

и типов, то есть триггеры с одним информационным входом, срабатываемые по фронту 01 и 10 соответственно.

Триггер Т-типа, или счетный триггер, под действием каждого входного сигнала переключается в инверсное состояние, то есть функционизирует в соответствии с уравнением:

.

Триггеры Т-типа находят исключительно широкое применение, поэтому всегда стараются их проектировать с минимальным числом вентилей. Применительно к элементам типа И-НЕ, ИЛИ-НЕ, наиболее экономичными по числу вентилей являются триггеры

и типов, построенные на основе и триггеров.

Триггеры, в которых прием и фиксация информации разнесены во времени

К рассматриваемым триггерам относятся триггеры, у которых для приема и фиксации информации используются как минимум два фрагмента сигнала. Такими фрагментами сигнала могут быть уровень и фронт нарастания, уровень и срез, фронт и срез. Возможные виды триггеров, различаемых по способам управления записью, индексное обозначение которых включает только прописные буквы приведены в таблице 1.

В составе рассматриваемых триггеров встречаются также триггеры, индексная запись которых содержит и строчные буквы аналогично триггерам вида f. В итоге число триггеров, различаемых по способам управления будет значительно больше, чем указано в табл. 1.

Триггеры с управлением записью вида

Такие триггеры работают по следующему алгоритму: принимают информацию схемой управления по уровню сигнала аналогично триггерам вида L с одновременным ее запоминанием, а на выходах фиксируют по фронту

информационного или тактирующего сигнала. Поскольку триггеры принимают информацию по уровню, а фиксируют по фронту, то смена информации на его входах отразится и на его выходах, но после окончания переключающего фронта.

Находят применение и триггеры, в которых нарушается приведенный алгоритм работы при некоторых комбинациях входных сигналов. В таких триггерах при смене информации в ходе записи она может зафиксироваться на входах еще до поступления фронта

, что должно учитываться при конкретном применении триггера. Такие триггеры будем называть триггерами с неполной блокировкой выходов и обозначать индексом .

Триггеры с управлением записью вида

применяются при проектировании счетчиков, сдвигающих регистров и относятся к разряду наиболее широко распространенных устройств, выпускаемых промышленностью в интегральном исполнении.

В схемотехническом плане рассматриваемые триггеры выполняются по способу Master-Slave (сокращенно M-S). В соответствии с этим способом триггеры реализуются на двух тактируемых триггерах — основном М и вспомогательном S по схеме, показанной на рис. 3, где в качестве основных всегда используются триггеры требуемого функционального типа, а в качестве вспомогательных — триггеры C_LRS- или C_LD-типа.

В практике проектирования триггерных устройств встречается большое многообразие схемотехнических вариантов их построения, которые отличаются лишь организацией узла блокировки. Очевидно, что такое многообразие триггеров, выполненных одним и тем же способом, требует введения дополнительной классификации, присваивающей определенное название триггеру. Названия триггерам даются по схемному решению узла блокировки. Например, если узел блокировки выполняется на одном инверторе, то триггер будет называться M-S-триггером с блокирующим инвертором.

Кроме M-S-триггеров с блокирующим инвертором широко применяются следующие разновидности триггеров:

· M-S-триггеры с двумя блокирующими инверторами;

· M-S-триггеры с внутренними запрещающими связями;

· M-S-триггеры с разнополярным тактированием;

· M-S-триггеры с коммутирующими транзисторами.

Возможны и другие схемотехнические решения узла блокировки. Однако все они имеют одну и ту же цель — разрешить передачу информации из триггера М в триггер S во время отсутствия ТИ и запретить, то есть блокировать передачу состояния триггера М в триггер S при действии ТИ. При этом для надежной работы устройства необходимо, чтобы процесс записи и блокировки передачи информации между триггерами происходил в последовательности, показанной на рис. 3, в:

1. в момент t₁ осуществляется запрет (блокировка) на передачу информации из триггера M в триггер S;

2. в момент t₂ разрешается запись информации в триггер M;

3. в момент t₃ осуществляется запрет на прием информации в триггер M;

4. в момент t₄ разрешается передача состояния из триггера М в триггер S.

Другими словами, для надежности работы триггера необходимо опережающее действие блокировки над процессом записи информации. Каждый из перечисленных выше M-S-триггеров, построенных тем или иным схемотехническим приемом, имеет определенные преимущества перед другими, а такие триггеры как

, , , типов являются основными триггерами цифровых систем.

M-S-триггеры с блокирующим инвертором

Особенность построения таких устройств заключается в том, что в тактовую цепь между основным и вспомогательным триггерами включается инвертор, обеспечивающий блокировку передачи состояния триггера M в триггер S во время действия ТИ. Принцип работы рассмотрим на примере

триггера, выполненного на элементах И-ИЛИ-НЕ (рис. 4).

В исходном положении (ТИ=0) основной и вспомогательный триггеры находятся в одинаковом состоянии, поскольку на выходе элемента В₅ действует уровень 1, разрешающий передачу информации из триггера М в S. Допустим, что начальное состояние триггера соответствует 0 (Q=0), а на его входы поданы сигналы S=1 и R=0. При поступлении тактирующего сигнала (С=1) основной триггер по входу S установится в состояние 1 (Q`=1), а вспомогательный за счет действия уровня 0 на выходе инвертора В₅ останется в начальном состоянии 0 (Q=0). После окончания ТИ (С=0) на выходе инвертора В₅ сформируется уровень 1 и вспомогательный триггер примет состояние основного.