ответы на вопросы к 3 лабе

9.1. Какие цифровые устройства называются триггерами?

Триггером называется электронное устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний, и сохранять состояние, в котором он находится, бесконечно долгое время. Триггер сам является элементом памяти. Наличие двух устойчивых состояний позволяет считать триггер элементарым ЦА.

9.2. Какие триггеры называются синхронными и какие асинхронными?

Асинхронными называются триггеры, опрокидывание которых происходит в момент поступления на входы определенной комбинациивходных информационных сигналов.

Синхронными называются триггеры, опрокидывание которых происходит в момент поступления на тактовый (синхронизирующий) вход тактового импульса С при определенной для данного триггера комбинации входных информационных сигналов. В синхронных триггерах, наряду с информационными входами, имеется один или несколько синхронизирующих входов С, на которые подаются периодические последовательности тактовых импульсов.

9.3. По каким схемам строятся RS-триггеры?

RS-триггер является наиболее простым по структуре. Помимо самостоятельного применения, этот триггер входит в качестве составного узла в структуры триггеров других типов. Его условные обозначения и схемы реализации приведены на рисунке.

9.4. Почему RS-триггеры имеют запрещенную комбинацию входных сигналов?

Триггер имеет запрещенную комбинацию входных сигналов: одновременно входные сигналы R и S не могут иметь активных уровней.

9.5. Как записываются функции переходов RS-триггеров?

Сокращенная таблица переходов RS-триггеров и функции переходов.

9.6. В чем состоят отличия синхронного RSC-триггера от асинхронного?

Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы при наличии разрешающего сигнала на специально предусматриваемом входе "С"

Асинхронные RS-триггеры имеют два информационных входа: вход S для установки 1, вход R для установки 0 и два выхода: Q прямой и инверсный -Q.

9.7. По каким схемам строятся RSC-триггеры?

RSC-триггер, имеет тактовый вход C и устанавливается в новое состояние в соответствии с сигналами S и R, но только при С=1. При C=0 триггер сохраняет текущее состояние. Одновременно активные уровни сигналов на входах S и R допускаются только при C=0. Условное обозначение и схема синхронного RS-триггера, построенного на элементах И-НЕ, приведены на рисунке.

9.8. Как записывается функция переходов RSC-триггера?

𝑄^(𝑘+1)=𝐴 ̅+𝐵∙𝑄^𝑘=𝐶∙𝑆+(𝐶∙𝑅) ̅∙𝑄^𝑘. (5)

Полное время переключения RSC-триггера tпер = 3to.

Сокращенная таблица переходов RSC-триггера:

Синхронные RSC-триггеры кроме трех основных входов S, R и С, могут иметь еще и асинхронные входы S' и R'. Они являются входами собственно триггера и предназначены для приоритетной установки триггера в исходное состояние (1 или 0), независимо от комбинации сигналов на входах S, R и С.

9.9. По каким правилам функционирует D-триггер?

D-триггеры, или триггеры задержки (от delay), или триггеры данных (от data), обычно выполняются синхронными и имеют, кроме входа синхронизации C, один информационный вход D. При C=1 триггер устанавливается в состояние, соответствующее сигналу на входе D, а при С=0 триггер сохраняет текущее состояние. Часто и применяются для записи и хранения двоичной информации, а также для задержки распространения двоичного сигнала.

9.10. Как записывается функция переходов D-триггера?

Функция переходов D-триггера получается из функции переходов RSC-триггера (5), если в ней положить 𝑆=𝑅 ̅=𝐷 . Тогда

9.11. По каким схемам строятся D-триггеры?

D-триггеры, как и RSC-триггеры, часто выполняются двухтактными, состоящими из двух RS-триггеров – основного и вспомогательного. Условное обозначение такого триггера и его схема:

9.12. Почему в двухтактных триггерах синхронизация является динамической?

Двухтактный D-триггер состоит из двух синхронных RS-триггеров RS1 и RS2. Запись информации в триггер RS1 разрешается входным сигналом синхронизации C, а в триггер RS2 - инвертированным сигналом синхронизации.

Отличительной чертой двухтактных триггеров является то, что триггер изменяет состояние своих выходных сигналов при изменении сигнала на входе синхронизации в определенном направлении: из «0» в «1» или из «1» в «0». В первом случае триггер имеет прямой динамический вход синхронизации, во втором - инверсный. Если динамический вход является прямым, то запись информации в основной триггер RS1 происходит по перепаду сигнала синхронизации из «1» в «0», а запись во вспомогательный триггер RS2 с одновременным установлением новых значений выходных сигналов - по перепаду сигнала синхронизации из «0» в «1».

9.13. По каким правилам функционируют JK-триггеры?

JK-триггер имеет два информационных входа J и K. Он подобен RS-триггеру, но в нем исключена запрещенная комбинация входных сигналов.

9.14. Почему JK-триггеры не имеют запрещенной комбинации входных сигналов?

При одновременно активных уровнях сигналов на обоих входах JK-триггер, в отличие от RS-триггера, переходит в состояние, инверсное предыдущему.

9.15. По каким схемам строятся JK-триггеры?

9.16. По каким правилам функционируют T-триггеры?

T-триггер имеет один информационный вход Т. Каждый раз, когда на этот вход поступает уровень логической единицы, триггер переключается в состояние, противоположное предыдущему. По логике работы Т-триггер может быть только синхронным, с динамическим входом синхронизации.

9.17. Как можно преобразовать D- и JK-триггеры в Т-триггер?

JK-триггер является универсальным типом триггера. Из него можно легко получить остальные виды триггеров: RS – если на входы J и K подавать сигналы S и R; остальные – по схемам преобразования из RS-триггера.

Схема преобразования D-триггера в Т-триггер основана на том, что функция переходов синхронного D-триггера при подстановке 𝐷=(𝑄^𝑘 ) ̅ в (6) превращается в функцию переходов T-триггера:

9.18. Как соотносятся частоты входного и выходного сигналов T-триггера?

Т-триггер часто называют счётным триггером, так как он является простейшим счётчиком по модулю 2. Это видно из его полной таблицы переходов. Этот счетчик (например, в реализации на D-триггере) делит частоту входного сигнала T на 2 – изменение состояния триггера Q происходит в ответ на фронт импульса T, на срез импульса состояние Q не изменяется. По этой причине на T-триггерах строятся многоразрядные счетчики импульсов.