Вопрос 2. Одноступенчатые триггеры

Классификация триггеров

Вопрос 1. Общие сведения о триггерах

Триггеры

Вопросы лекции:

1.Общие сведения

2.Одноступенчатые триггеры

3.Двухступенчатые триггеры

4.Несимметричные триггеры

 

Триггер – это ЦАП, имеющий два устойчивых состояния, в каждом из которых он может находиться сколько угодно долго, а переход из одного состояния в другое осуществляется под действием внешних сигналов.

Простейший триггер может быть образован парой инверторов, охваченных обратными связями.

Структурная схема простейшего триггера и Передаточные характеристики инверторов, входящих в состав триггера.

Uвх1

Uвх2

Uвых1

Uвых2

Uвх1=Uвх2

Uвых1=Uвых2

Uвых1=f(Uвх1)

Uвых2=f(Uвх2)

Точки пересечения передаточных характеристик (1, 2,3) определяют точки равновесия схемы. Точки 1 и 2 – это точки устойчивого равновесия (понять это, можно посмотрев на схему).

Точка 3 соответствует неустойчивому (метастабильному) состоянию схемы, существующему кратковременно, после чего схема случайным образом вновь оказывается в одном из устойчивых состояний (например, в момент включения, при воздействии сигналов, имеющих предельно-допустимые значения по длительности и уровню).

Триггеры на ИМС стоятся на логических элементах или выполняются в виде отдельных ИМС триггеров, либо входит в состав других, более сложных ИМС.

Триггер на ИМС имеют два выхода – прямой Q и инверсный , а так же могут иметь один и более входов. Состояние триггера отождествляются с сигналом на его прямом выходе.

Разновидности входов

Статические входы – воспринимают сигнал в течение всего времени его действия. При этом для прямого статического входа активным является высокий уровень входного напряжения, а для инверсного – низкий.

Динамические входы воспринимают только перепады входного сигнала с низкого уровня на высокий (прямой динамический вход) или с высокого на низкий (инверсный динамический вход).

Условные обозначения входов триггеров

Статические входы

прямой

Прямые динамические входы Инверсные динамические входы

По назначению различают информационные и синхронизирующие входы:

Информационные входы служат для приема записывающей информации.

Синхронизирующие – для синхронизации момента записи информации.

 

По наличию или отсутствию синхронизирующего входа:

1.Синхронные – имеют вход синхронизации

2.Асинхронные – не имеют вход синхронизации

 

По числу ступеней запоминания информации:

1.Одноступенчатые – имеют одну ступень запоминания информацию

2.Двухступенчатые – содержат два последовательно соединенных одноступенчатых триггера, синхросигналы на которые подаются в противофазе. По фронту синхронизирующего импульса входная информация записывается в первую ступень триггера, а по среду – переписывается из первой ступени во вторую.

 

По функциональному назначению:

1.RS

2.JK

3.T

4.D

5.Комбинированные

 

Важнейшим показателям качества триггера является быстродействие, которые оценивается следующими основными параметрами:

-время задержки переключения ,

где tзд р ср – средняя задержка сигнала в одном ЛЭ, m – структурная глубина схемы, равная количеству последовательно включенных ЛЭ, образующих самую протяженную цепь прохождения сигнала от входа до выхода триггера.

-максимальная частота переключения .

Для правильного восприятия синхронным триггером входной информации сигналы должны соблюдать времена предустановки и выдержки.

-время предустановки (tп) – это интервал времени до поступления синхросигнала, в течение которого сигналы на информационных входах должны оставаться неизменными

-время выдержки (tв) – интервал времени после поступления синхросигнала, в течение которого сигналы на информационных входах должны оставаться неизменными.

Параметры предустановки и выдержки для синхронного триггера

tп

tв

синхросигнал

Момент изменения логического значения синхронизирующего сигнала

Условные графические обозначения триггеров

ТТ

x1 x2   xn

Т

x1 x2   xn

одноступенчатые

двухступенчатые

Прямоугольник, в основном поле которого указывается для одноступенчатых триггеров одна буква Т, для двухступенчатых – ТТ.

В дополнительном поле указываются обозначения входов триггера.

 

Одна ступень запоминания информации.

2.1.Асинхронные RS-триггеры

Являются простейшими триггерами, которые применяются самостоятельно и на основе которых строятся более сложные схемы триггеров. Асинхронные RS-триггеры имеют два информационных входа: S (set) – установка, R (reset) – сброс.

УГО, схема с прямыми входами (на ИЛИ-НЕ)

Таблица переходов

Sn	Rn	Qn+1
		Qn
		н/о	н/о

УГО, схема с инверсными входами (на И-НЕ)

Таблица переходов

Sn	Rn	Qn+1
		н/о	н/о
		Qn

 

 

2.2.Сихронный RS-триггер

Схема и УГО

Таблица переходов

Cn	Sn	Rn	Qn+1
	0	0	Qn
0	0	1	Qn
0	1	0	Qn
0	1	1	Qn
1	0	0	Qn
1	0	1	0	1
1	1	0	1	0
1	1	1	н/о	н/о

При наличии на синхровходе сигнала = 1 схема функционирует как асинхронных RS-триггер с прямыми входами. Если же С=0, то триггер не меняет своего состояния при любой комбинации сигналов на входах S и R, так как в этом случае q1=q2=q=1, что являестя нейтральным набором для асинхронного RS-триггера с инверсными входами, выполненного на элементах DD3 и DD4. Сигналы на информационных входах R и S подготавливают триггер к срабатыванию, тогда как непосредственно срабатывание происходит в момент поступления синхроимпульсов на вход С.

 

2.3.Синхронный D-триггер

Триггер при наличии синхросигнала на входе С устанавливается в состояние, соответствующее значению сигнала на информационном входе D. Обозначение входа D происходит от слова delay (задержка).

А если С=0, то триггер не изменяет своего действия при любом значении сигнала на входе D.

Схема и УГО со статических сходов синхронизации

Таблица переходов

Сn	Dn	Qn+1
		Qn
		Qn

Особенность: если во время действия импульса синхронизации изменяется значение сигнала на входе D, то изменение передается на выход. Если такое явление не желательно, то используется D-триггер с динамическим синхровходом.

УГО с динамическим входов синхронизации

D T   C

2.4.Синхронный JK-триггер

Триггер имеет информационные входы J и K и динамический синхровход С. Обозначения входов J и K происходит от слов jump (прыжок) и keep (держать). J аналогичен S, K – R, за исключением комбинации с двумя единицами, которая не является запрещённой, а приводит к изменению состояния триггера на противоположное.

УГО и схема

Таблица переходов

Cn	Sn	Rn	Qn+1
	0	0	Qn
0	0	1	Qn
0	1	0	Qn
0	1	1	Qn
1	0	0	Qn
1	0	1	0	1
1	1	0	1	0
1	1	1		Qn

JK-триггер является универсальным и может быть использован в качестве RS, D, T триггеров.

 

2.5.Синхронный Т-триггер

Т-триггер имеет один информационный счетный вход и изменяет свое состояние на противоположное под действием каждого счетного импульса.

УГО и схемы

Таблица переходов

Т	Qn+1
0	Qn
1		Qn

Триггер со счетным входом можно построить на основе рассмотренных выше триггеров. При использовании для этой цели D-триггер в него вводится обратная связь с выхода на вход D, а вход С используется в качестве счетного входа. Аналогичный эффект получается если в JKтриггере объединить входы J и K, приложив к ним высокий уровень напряжения, соответствующий логической единице, а счетные импульсы подавать на синхровход С.