Принцип работы синхронизированного одно и двухтактных триггеров

Триггер — это спусковое регенеративное устройство с двумя или более устойчивыми состояниями, переключаемыми в соответствии с сигналом, поступающим на информационные входы. Существует большое количество разновидностей триггеров, которые различаются по виду входных и выходных сигналов, по способу управления состояниями, по структуре, по типу логических элементов и т.д. Как элемент компьютера бистабильный триггер предназначен для хранения одного бита информации, то есть логического 0 или 1. Схема триггера позволяет обеспечить запись, считывание, стирание и индикацию хранящейся двоичной информации. На основе триггеров выполняются типовые функциональные узлы компьютеров — регистры, счётчики, накопительные сумматоры, а также микропрограммные автоматы.

По способу синхронизации триггеры делятся на асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах смена состояния происходит во время изменения сигнала в информационных входах (R, S, D, T, J, K). Триггеры, относящиеся к этому классу, обладают простой структурой и высоким быстродействием.

Триггеры классифицируют по следующим признакам:

• по типу логики функционирования: RS-, D-, Т- и JK –триггеры;

• по способу синхронизации: синхронизируемые уровнем или фронтом синхроимпульса;

• по характеру выходного сигнала: статические, динамические;

• количеству ступеней (одно- или двухступенчатые триггеры);

В соответствии с логикой функционирования различают триггеры:

• с раздельной установкой состояний "0" и "1” (RS-триггеры);

• с одним информационным входом (D-триггеры);

• со счетным входом (Т-триггеры);

• универсальные с раздельной установкой состояний "0” и "1” (JK-триггеры);

• комбинированные (RST-, RSJK-триггеры);

• со сложной входной логикой.

По реакции триггера на входные управляющие воздействия различают следующие виды входов:

S – вход для установки ( Set-установка) триггера в состояние «1», т.е. Q=1, =0;

R – вход для сброса (Reset- сброс, возврат) триггера в состояние «0», т.е. Q=0, =1;

D – вход для установки триггера в состояние «1», при D =1 или в состояние «0», при D =0 с задержкой (Delay-задержка) переключения выходов Q, по отношению ко входу D;

T – вход переключения (Toggle – релаксатор) триггера в противоположное состояние аналогично счету по модулю 2, поэтому вход Т называют счетным;

J , K – входы для установки (Jerk - вздернуть) триггера в состояние «1» и сброса (Kill – убивать) в состояние «0» аналогично входам S,R. Отличие состоит в том, что одновременное возбуждение входов S и R обусловливает неопределенность перехода триггера в новое состояние, а одновременное возбуждение входов J и K приводит к смене состояния триггера на противоположное, аналогично действию входа Т;

C – вход синхронизации (Clock – часы) для точного задания момента времени переключения состояний триггера;

V – вход для разрешения (V = 1) или запрета (V = 0) реагирования триггера на соответствующие управляющие входы.

При управлении фронтами разрешение на запись информации дается только в момент перепада тактового сигнала от нуля к единице (прямой динамический вход) или от единицы к нулю (инверсный динамический вход). В другие моменты времени триггер не реагирует на входные информационные сигналы независимо от уровня эго импульса.

. Исследование RS-триггера типа «защелка»

Цель работы – исследование логики функционирования, статических и динамических параметров последовательностных устройств на примере синхронного триггера с раздельным управлением и синхронизацией фронтом.

1. Переключение синхроимпульса C_n=0 1.

Положительный фронт на входе синхронизации вызывает переключение уровней сигналов в точках A, B, E, F, как показано на рис. 6.3. Работы триггера на данном этапе зависит от значений сигналов, установившихся на информационных входах , к моменту переключения синхроимпульса С.

Рис. 6.2

2.1 При наборе на информационных входах , ( , , , ) сигналы и блокируют элементы DD4 и DD5, следовательно, никаких изменений в выходных сигналах быть не может – триггер находится в режиме хранения (рис. 6.3,а).