D-триггер

Триггером называется устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющих сигналов скачкообразно переходить из одного состояния в другое. Триггер имеет два устойчивых состояния 0 и 1 и два выхода: прямой Q и инверсный Q. Когда Q = 0, Q = 1 триггер находится в нулевом состоянии, при Q = 1, Q = 0 триггер – в единичном состоянии.

D–ТРИГГЕРЫ. D–триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения (Qn+1=Dn). Основное назначение D–триггера – задержка сигнала, поданного на вход D.

Информационный сигнал (0 или 1), поступающий на вход D, задерживается в триггере на время, равное одному периоду следования синхроимпульсов, прежде чем появится на прямом выходе Q.

На практике наибольшее применение получили тактируемые (однотактные и двухтактные) D–триггеры. Они имеют информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации C может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом C информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала С = 1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический вход изображают на схемах треугольником. Если триггер срабатывает по фронту входного сигнала, то вершина треугольника обращена в сторону микросхемы (прямой динамический вход). Если триггер срабатывает по срезу импульса, то вершина треугольника обращена от микросхемы (инверсный динамический вход).

На рис. 9.32 приведена структурная схема, условное обозначение и временные иаграммы одноступенчатого (однотактового) D–триггера на элементах И–НЕ.

На элементах D1 и D2 выполнена схема управления, а на элементах D3, и D4 – асинхронный RS–триггер. Если уровень сигнала на синхровходе С = 0, то состояние триггера устойчиво и не зависит от уровня сигнала на информационном D–входе. Предположим, что Q = 1; = 0; D = 0; C = 1. При подаче на синхровход логической единицы на обоих входах логического элемента D2 будут действовать единичные сигналы. Элемент D2 открывается, а элемент D4 закрывается и Q= 1. На обоих входах логического элемента D3 действуют единичные сигналы, которые открывают его, т.е. Q=0. Итак, после переключения триггера сигнал на выходе Q стал равен сигналу на входе D до переключения. При снятии единичный сигнал с С–входа состояние триггера не изменяется. При С = 0 и при воздействии единичного сигнала на информационный вход D = 1 состояние логических элементов D1 и D2 не изменяется, триггер сохраняет предыдущее состояние. При одновременной подаче единичных сигналов на оба входа D = С = 1 элемент D1 открывается, а элемент D3 закрывается

Q = 1. Элемент D4 открывается Q= 0, состояние элемента D2 не изменяется и триггер переключается. Таким образом, в триггер записывается та информация, которая была на входе D до синхронизирующего импульса. Для четкой работы триггеров необходимо, чтобы к приходу следующего импульса синхронизации потенциалы выходов логических элементов приняли значения, исключающие ложные срабатывания. Минимальный интервал между импульсами синхронизации у таких триггеров должен быть равен tмин =4tздср , а максимальная частота включения fмакс =1 tмин ; tзд ср – среднее время задержки распространения сигнала одним логическим элементом. Работа триггера поясняется временными диаграммами, представленными на рис. 9.32,в.

Структура триггера не изменится, если в нем логические элементы И–НЕ заменить на элементы ИЛИ–НЕ. При этом прямой выход станет инверсным, а инверсный – прямым.

Функциональная схема и условное обозначение двухступенчатого D–триггера показано на рис. 9.33. Он состоит из двух последовательно включенных синхронных RS–триггеров, первый из которых называется ведущим (master) или M–триггером, а второй ведомым (slaver) или S–триггером. За счет наличия общего синхросигнала С вся схема работает как единое целое. В связи с этим схема называется двухступенчатой или MS–триггером. При C = 1 происходит переключение M–триггера согласно сигналу на входе D. S–триггер в это время заблокирован, так как у него на входе C = 0. Если на С–входе действует нулевой потенциал, то C–триггер переключается и устанавливается в то же со-

стояние, что и M -триггер.