Триггер, управляемый перепадом синхросигнала: принцип функционирования, таблица изменения состояний, временные диаграммы, основное отличие от более простых триггерных цепей.
По способу восприятия тактовых сигналов триггеры делятся на управляемые уровнем и управляемые фронтом. Управление уровнем означает, что при одном уровне тактового сигнала триггер воспринимает входные сигналы и реагирует на них, а при другом не воспринимает и остается в неизменном состоянии. При управлении фронтом разрешение на переключение дается только в момент перепада тактового сигнала (на его фронте или спаде). В остальное время независимо от уровня тактового сигнала триггер не воспринимает входные сигналы и остается в неизменном состоянии. Триггеры, управляемые фронтом, называют также триггерами с динамическим управлением. Динамический вход может быть прямым или инверсным. Прямое динамическое управление означает разрешение на переключение при изменении тактового сигнала с нулевого значения на единичное, инверсное — при изменении тактового сигнала с единичного значения на нулевое.
D-вход |
С-вход |
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Qинверс.-выход или Х4 |
Х5 |
Q-выход или Х6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Изменение состояния D‑триггера (и, соответственно Q-выхода) с 0 на 1 и включение лампы Х6 (отмечено в таблице ячейками синего цвета) произойдет при наличии двух условий:
сигнал «логическая единица» на информационном D‑входе (отмечено в таблице ячейкой желтого цвета);
переход тактового сигнала на С-входе управления из 1 в 0 (отмечено в таблице ячейками коричневого цвета).
Обратный переход D‑триггера с 1 на и выключение лампы Х6 (отмечено в таблице ячейками зеленого цвета) произойдет при сигнале «логический ноль» на информационном D‑входе (отмечено в таблице ячейкой лилового цвета) и переход тактового сигнала на С-входе управления из 1 в 0 (отмечено в таблице ячейками серого цвета. D-триггер имеет инверсный динамический вход, то и реагирует на информационные сигналы только в момент изменения сигнала на С-входе от 1 к 0 (по фронту).
Триггеры с динамическим управлением воспринимают информационные сигналы только в момент перепада тактового сигнала (точнее, в окрестностях этого момента). Возможности построения таких триггеров удобно показать на примере так называемого шестиэлементного триггера (другое название — схема "трех триггеров"), показанного на рис. 3.12. Часть схемы, включающая в себя элементы 2, 3, 5, 6 без цепей перекрестных связей между элементами 2 и 3, образует синхронный RS-триггер с управлением уровнем (см. рис. 3.10), чувствительный к изменению информационных сигналов при С = 1. Чтобы получить такую чувствительность только во время фронта сигнала С, нужно блокировать цепи подачи входных сигналов сразу же после изменения синхросигнала с нулевого значения на единичное. Для достижения этого в схеме (рис. 3.12) входные сигналы подаются через элементы 1 и 4, которые и будут блокироваться в указанные моменты времени и сохранять блокировку до возвращения С к нулевому уровню. Нулевое значение С устанавливает единицы на выходах элементов 2 и 3 и приводит фиксатор в режим хранения до нового изменения синхросигнала от нуля к единице. В этом состоянии (при С = 0) выходы элементов 1 и 4 дают инверсии входных сигналов, передавая на элементы 2 и 3 значения S и R соответственно.Что произойдет при поступлении С = 1? Если при этом S = R = 0, то сохранится режим хранения. Если же имеется единичный входной сигнал, то на входе одного из элементов (2 или 3) все входы окажутся единичными, а его выход — нулевым, что даст сигнал установки выходного триггера (элементы 5 и 6) в нужное состояние и, кроме того, отключит входной сигнал, вызвавший воздействие на схему, и также предотвратит возможное воздействие на выходной триггер по его второму входу (на элемент 6).
Существуют две формы переключения триггеров по фронту. При переключении по положительному фронту активным фронтом является переход от 0 к логической 1, а при переключении по отрицательному фронту, соответственно, переход из 1 в 0. Широко используются обе этих формы. На рис. 4.13 показаны временные диаграммы работы D-триггера с переключением по отрицательному фронту для случая D = 1. Состояние на выходе этого триггера будет изменяться только в момент отрицательного фронта тактового сигнала, и это изменение зависит от значения сигнала на входе данных D в этот самый момент. На практике непосредственно перед отрицательным фронтом синхроимпульса должен быть небольшой период времени, называемый временем установления данных, во время которого сигнал на входе данных не должен изменяться. Иногда также указывают, что сразу после перепада тактового сигнала должен быть еще один короткий период времени, называемый временем удержания данных, в течение которого сигнал D тоже должен оставаться неизменным. Длительность этого периода зависит от внутренней структуры триггера. Переключение по положительному фронту импульсом осуществляется аналогично, за исключением только того, что указанные периоды установления и удержания данных распо лагаются вокруг положительного фронта тактового сигнала. На рис. 4.14 показаны условные обозначения D~ триггера. Всегда указывается форма переключения: кружок обозначает переключение отрицательным фронтом (триггеры со структурой ведущий-ведомый обычно изображаются по-другому). Иногда форма переключения не указывается.
