Синхронный d-триггер

Получить синхронный D-триггер можно из синхронного RS-триггера введением инвертора между входами S и R (рис. 4.6) точно так же, как это было сделано при получении асинхронного D-триггера.

Работа синхронного

D-триггера Таблица 4.6

Входы		Выходы
С	D	Q
0	1	Q
0	0	Q
1	1	1	0
1	0	0	1

Рис.4.7. Синхронный D-триггер

Асинхронный D-триггер не может хранить информацию, а лишь повторяет ее на прямом выходе Q, пока она действует на входе D, что можно использовать в качестве устройства развязки (разветвления) между отдельными блоками (устройствами). В синхронный D-триггер можно записать информацию, когда на входе С разрешающий уровень единицы (при этом на выходе Q окажется тот же уровень, что и на входе D), а потом хранить ее до тех пор, пока на входе С сохраняется уровень нуля (таблица 4.7).

Условное обозначение синхронного RS-триггера приведено на рис. 4.8,а, синхронного D-триггера – на рис. 4.8,б.

В

а б

Рис.4.8. Обозначение синхронных

Триггеров

о всех рассмотренных триггерах асинхронный RS-триггер является основной ячейкой хранения информации. Отличие триггеров друг от друга состоит в способе подачи информации, в схеме формирования сигналов управления первичной ячейкой хранения информации (асинхронным RS-триггером). Усложнение схемы триггера ведет к изменению его свойств, улучшению качества: добавление двух схем совпадения (схем И) позволяет регулировать время приема информации (синхронизировать работу), а введение инвертора в D-триггер — исключить запрещенное состояние и обеспечить передачу принимаемой информации не по двум, а по одной цепи. D-триггер используется для хранения информации на время отсутствия тактового импульса.

4.1.4. Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации

В рассмотренных триггерах во время записи новой информации хранившаяся в них информация разрушается, поэтому совместить во времени процессы записи и считывания нельзя, что существенно (примерно в два раза) снижает быстродействие цифровых устройств и не позволяет в принципе строить некоторые устройства, например, последовательные и сдвигающие регистры. Устранить этот недостаток можно в триггерах, у которых запись информации происходит в два этапа.

О

Рис.4.9. Двухступенчатый триггер

собенность этих триггеров в том, что они состоят из двух триггерных ячеек, каждая из которых является синхронным триггером. На первом этапе разрешается работа входного триггера (он называется ведущим), при этом выходной триггер (он называется ведомым) сохраняет исходное состояние (хранит информацию). На втором этапе ведущий триггер отключается от источника информации, но ведомому разрешается перейти в состояние, в которое ранее перешел ведущий триггер. Для обеспечения такого режима работы достаточно синхронизирующий вход ведомого триггера подключить на синхронизирующий вход ведущего через инвертор (рис. 4.9).

При C=1 разрешен прием информации ведущему триггеру. При этом на ведомый подается через инвертор C=0 и его логическая связь с ведущим разрывается, изменение сигналов на его информационных входах S и R (с выходов ведущего триггера) им не воспринимается. После того, как ведущий триггер принял информацию, уровень С=0 отключает его от источника входного сигнала, но включает на прием информации ведомый триггер (уровень С=1 подается на синхронизирующий вход ведомого триггера). Логические уровни сигналов на его выходах принимают значение сигналов на выходах ведущего триггера (информация переписывается из ведущего в ведомый триггер).

В качестве ведомого триггера используется синхронный RS-триггер. (Вообще, следует заметить, что синхронный RS-триггер является базовой ячейкой, на основе которой строятся практически все другие типы триггеров). Ведущим триггером может быть любой синхронный триггер. По типу ведущего триггера образуется и название триггера в целом. Например, если ведущим является RS-триггер, то и весь триггер называется RS-триггером с двухступенчатым запоминанием информации (двухступенчатым RS-триггером).

Свойства триггера, его работа, достоинства и недостатки определяются синхронным одноступенчатым ведущим триггером. Отличие только в том, что информация на выходе триггера появляется не сразу с появлением разрешающего сигнала на синхронизирующем входе, а только после возвращения синхронизирующего сигнала из 1 в 0 (при этом закрывается ведущий триггер и открывается для записи ведомый).

Рис.4.10. Двухступенчатый синхронный RS-триггер

Рис.4.11. Двухступенчатый синхронный D-триггер

На рис. 4.10 показаны структурная схема и условное обозначение RS-триггера с двухступенчатым запоминанием информации, на рис. 4.11 – структурная схема и условное обозначение для двухступенчатого D-триггера.

4.1.5. JK-триггер с двухступенчатым запоминанием информации

Изменение состояния JK-триггера зависит от его предыдущего состояния, поэтому для получения входных сигналов, управляющих работой основного триггера, используются также и сигналы на выходах триггера.

Управляющий сигнал, подаваемый на вход S двухступенчатого RS-триггера, формируется элементом И как произведение сигналов входа J и выхода , а сигнал управления на входе R – произведением сигналов со входа K и выхода Q (рис. 4.12).

Как и прежде, при запрещающем сигнале на входе С или пассивных сигналах на входах J и K одновременно, триггер останется в прежнем состоянии.

На входе S ведущего триггера активный уровень будет только тогда, когда одновременно равны единице сигналы на входе J и выходе , при этом на входе R окажется пассивный уровень 0 независимо от уровней сигналов на входах K и C (он определяется нулевым уровнем на выходе Q).

А налогично на входе R будет единица, когда единица будет на входе K и выходе Q, при этом нулевой уровень выхода определит пассивный уровень на входе S, как и прежде, независимо от уровней сигналов на входах J и C.

П

Рис.4.12. Синхронный JK-триггер

оэтому при разрешающем сигнале на входе С и активном сигнале на входе J=1 (если на вход К подан 0) триггер либо перейдет в единичное состояние, либо останется в нем, если его исходное состояние было единичное (если Q=1, а =0, то S = J^. = 1^.0 = 0 и R = K^.Q = 0^.1 = 0 и триггер останется в этом (единичном) состоянии. Если же Q=0, а =1, то S=J^. =1^.1=1 и R=K^.Q=0^.0=0, и триггер перейдет в единичное состояние. Точно так же он либо примет нулевое состояние, либо останется в нем, если 1 поступит на вход K, а ноль — на вход J.

Если на входах J и K окажутся одновременно активные сигналы при разрешающем сигнале (импульсе) на входе С, то на входах S и R ведущего триггера сигналы будут разные, что зависит от состояния ведомого триггера: если он в единичном состоянии, то 1 с прямого выхода триггера определяет активный уровень на входе R, а 0 с инверсного выхода задает пассивный сигнал на входе S. Это заставит триггер переключиться в противоположное (нулевое) состояние, что приведет к тому, что 0 с прямого выхода определит пассивный сигнал на входе R, а 1 с инверсного выхода – активный сигнал на входе S. Триггер вновь переключится в противоположное (единичное) состояние, если на вход С поступит единичный импульс.

Т аким образом, с каждым импульсом на входе С триггер будет переключаться в противоположное состояние. Работа JK-триггера описывается таблицей 4.7, в которой указаны исходные («Были») и конечные («Стали») состояния триггера, значения сигналов на входах R и S, определяемые произведением входных и выходных сигналов, но не показано, что он работает в два этапа. Ступенька ( ) на входе С означает, что полный цикл работы триггера завершается при изменении сигнала на входе С с единичного уровня на нулевой.

Условное обозначение JK-триггера приведено на рис. 4.13.

Рис.4.13. Обозначение

JK-триггера

Таблица переходов JK-триггера Таблица 4.7

Входы					Выходы				Комментарий
Управляющие			S	R	Были		Стали
С	J	K	J	KQ	Q		Q
0	J	K	0	0	0	0			Состояние не меняется
	0	0	0	0	0	0
	1	0	1	0	0	1	1	0	Переход в единичное состояние
	1	0	1	0	1	0	1	0
	0	1	0	1	1	0	0	1	Переход в нулевое состояние
	0	1	0	1	0	1	0	1
	1	1	0	1	1	0	0	1	Переключение (Q переходит в )
	1	1	1	0	0	1	1	0