Справочное пособие - микросхемы и их применение (1086445), страница 24
Текст из файла (страница 24)
4.15).Основное назначение D-триггера — задержка сигнала, поданного на вход. Как и RS-ipnr-гер, он может бытьпостроен на различных логических элементах. Видно, что при С = 0 изменение входного сигнала несказывается на состоянии триггера, и только при С=1 триггер принимает состояние, определяемое входнымсигналом.Разновидностью D-триггера является DK-триггер, который дополнительно к D-входу имеет управляющийV-вход (на рис. 4.15,а показан пунктирной линией).
При V=1 триггер работает аналогично D-триггеру, а приV=0 сохраняет исходное состояние независимо от изменения сигнала на D-входе и С-входе.Широкое, применение в практике построения цифровых устройств находят D-триггеры с динамическимуправлением (155ТМ2, 133ТМ2). Они реагируют на информационные сигналы только в момент изменениясигнала на С-входе от 0 к 1 (прямой динамический вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический вход).Рис. 4.14.
Двухступенчатый RS-триггер:а — с дополнительным инвертором; б — с запрещающими связямиРис. 4.15. D-триггер (DF-тригтер при наличии У-входа):а — функциональная схема; б — таблица состояний; в — условное обозначение; г —временные диаграммы:Функциональная схема D-триггера с динамическим управлением (рис.
4.16) состоит из трех асинхронныхRS-триггеров. Два из них, построенные на элементах 1, 2 и 3, 4, называют коммутирующими а третий, наэлементах 5, 6 — выходным. Сигналы на выходах коммутирующих триггеров управляют состоянием выходноготриггера.При сигнале С=О на выходах q2 и q3 формируется нейтральная для выходного триггера комбинация, и оннаходится в режиме хранения. Изменение информационного сигнала в этот период времени вызываетизменение сигналов на выходах д4 и q1. Элементы 2, 3 готовы воспринять эти сигналы, как только появитсяразрешающий сигнал С=1. В момент его появления изменяются уровни на выходах q2 и q3 и устанавливаютвыходной триггер в новое состояние, соответствующее информационному сигналу на .D-входе в предыдущемтакте.Если изменение информационного сигнала произойдет во время установления состояния выходноготриггера, коммутирующие триггеры не пропустят его, поскольку нулевой уровень на выходе элемента 2блокирует входы элементов 1 и 3.Таким образом, назначение коммутирующих триггеров состоит в приеме информации, передаче ее ввыходной триггер в момент перепада сигнала на С-входе от 0 к 1 и осуществлении с этого же моментасамоблокировки от воздействия информационного сигнала.В условном обозначении С-входа (см.
рис. 4.16,в) направление вершины треугольника указывает на то, чтоуправление триггером производится перепадом сигнала от 0 к 1 (прямой динамический вход). При управленииобратным перепадом вершина треугольника была бы направлена в противоположную сторону (инверсный динамический вход).Рис. 4.16. D-триггер с динамическим управлением:а — функциональная схема; б — временные диаграммы; в — условное обозначение; г —преобразование в T-триггерТриггер с динамическим управлением нельзя назвать двухступенчатым в принятом ранее смысле, посколькув нем нет того двухтактного механизма передачи информации от входов к выходам, который имеет четковыраженный характер в двухступенчатом триггере.
Поэтому в условном обозначении для таких триггеровпредусмотрена одна буква Т.Длительность входного импульса должна быть достаточной для переключения элементов 2 или 3 иустановления состояния выходного триггера, т. е. 3t3д,р,сР. Длительность паузы должна превышать задержкипереключения элементов 4 и 1 при изменении информационного сигнала на D-входе, т. е. 2t3д,р,ср. Такимобразом, быстродействие D-триггера с динамическим управлением определяется частотой повторения тактовыхимпульсов, равной F= 1/5tзд,р,ср.D-триггер с динамическим управлением может быть использован в качестве Г-триггера, для этогонеобходимо информационный вход D соединить с инверсным выходом Q (рис. 4.16,г).Т-триггер (триггер со счетным входом, этот вход обозначается буквой Т) — это триггер с одним входом,изменяющий свое состояние с приходом каждого входного импульса.При реализации Г-тригтера на потенциальных логических элементах в основу может быть положендвухступенчатый RS-триггер, поскольку он обеспечивает требуемую для работы Т-триггера задержку впередаче информации от входов к выходам: С-вход выполняет роль Т-входа, a S- и R-входы необходимосоединить перекрестными обратными связями с выходами триггера (рис.
4.17).Рис. 4.17. T-триггер (TV-триггер при наличии V-входа):а — функциональная схема; б — условные обозначения; в — таблица состоянийРис. 4.18. JK-триггерРазновидностью Г-триггера является ГУ-триггер, имеющий дополнительный управляющий вход V (на рис.4.17,а показан пунктиром). При сигнале V=1 ТТ-триггер работает по правилам Г-триггера. При сигнале К=0TV-триггер сохраняет свое состояние неизменным.JK-триггер имеет два информационных входа: J и К, а также вход для тактовых импульсов С. Правило работы JK-триггера определяется исходя из табл. 4.5.
JK-триггер отличается от синхронного RS-триггера тем, что,во-первых, не имеет запрещенных входных комбинаций и, во-вторых, при комбинации J=K=1 изменяет своесостояние на противоположное, т. е. работает в режиме T-триггера. Поскольку JK-триггер обладает свойствамиRS- и T-триггеров, он может быть реализован на основе синхронного двухступенчатого RS-триггера, с входнойлогикой (рис. 4.18).
Одна пара S- и R-входов используется для обратных связей, как в T-триггере. 5- и R-входыдругой пары служат для приема информации и получают обозначение J и К.Таблица 4.5JnспкпQn+1Режим000QnХранение000111010101100Q«QnQnQn1ХранениеХранениеХранениеХранениеУстановка10101111QnУстановка00 — >1 или1 —>0Рис. 4.19. JК-триггер с входной логикой:а — функциональная схема; б — условное обозначениеРис. 4.20. Использование JK-триггера в качестве триггеров других видов:а — TV-триггер и T-триггер (при V-1); б — D-триггер; в — DV-триггер; г — RS-григгерРаспространенный вариант реализации JK-триггера представ лен на рис. 4.19. В его схеме в качествевходных элементов втооой ступени применены логические элементы Э1 и Э2, реализующие операцию x1+x2,называемую импликацией.
Нетрудно видеть что при сигнале С=1, когда информационные сигналыустанавливают со стояние первой ступени, вторая ступень блокирована При сигнате С=0, когда первая ступеньзакрыта для входной информации вто рая ступень, напротив, открывается и воспринимает состояние первойступени. Примером может служить JK-триггер 134 серии выполненный по рассмотренной схеме.Обычно триггеры имеют один или два установочных входа которые предназначены для установки триггерав требуемое начяль ное состояние.
Установка осуществляется сигналами, которые поступают, как показано нарис. 4.19, непосредственно на входы RS триггеров первой и второй ступеней. Если триггеры построены наэлементах И — НЕ, то сигналы должны иметь вид отрицательного импульса напряжения между уровнями 1 и 0.Установочные входы получаются инверсными, что отражено на условном обозначении триггера. Приреализации триггера на элементах ИЛИ — НЕ установочные входы будут прямыми и для установки триггера вкакое-то состояние необходимо на соответствующий вход на короткое время подать сигнал с единичнымуровнем. Причем установка производится независимо от наличия или отсутствия синхронизирующегоимпульса, т.
е. является асинхронной.Триггеры с установочными входами принято называть комбинированными DRS-RST-JKRS-триггерами.Часто встречаются триг геры с входной логикой. Примером может служить JK-триггер на рис. 4.19,а. Он имеетпо три конъюнктивно связанных входа J и входа К, т. е. в его структуру встроены логические элементы Такиетриггеры необходимы, как будет показано в § 4.5, для построения счетчиков с параллельным переносом. Наоснове JK-триггера можно с помощью внешних соединений его выводов (рис.
420) получить триггеры другихвидов. В этом смысле JK-триггер называют уни нереальным.Триггер Шмитта имеет один информационный вход и один выход. Один из его вариантов представлен нарис 4 21 а Два инвертора, соединенные последовательно и охваченные положи тельной обратной связью,образуют триггер, характеристика пеое дачи которого имеет гистерезис (рис. 4.21,6). Ширина петли гистерезисаДе определяется выражениемДе=еп1 — en2=(Ui2—U°2)R1/R2,где eп1 — пороговое напряжение срабатывания триггера еп2 — пооо-говое напряжение отпускания; U12, U°2— выходные напряжения логической 1 и логического 0.Рис.
4.21. Триггер Шмит-га:a — функциональная схема; б — характеристика передачи; в — условное обозначениеТриггеры Шмитта обычно используют для формирования прямоугольных импульсов из колебанийпроизвольной формы. Выполнять функции элемента памяти триггер Шмитта не может.4.4. ЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫЛогическими или комбинационными называют функциональные узлы, которые построены только налогических элементах и не содержат элементов памяти (триггеров). Состояние логического функциональногоузла однозначно определяется комбинацией входных сигналов и не зависит от предыдущего состояния. Клогическим относятся такие цифровые узлы, как шифраторы, дешифраторы, сумматоры, устройства сравнения(компараторы), мультиплексоры, преобразователи кодов и др.
[14, 37].Рис. 4.22. Реализация функций И, ИЛИ, НЕ: а — на логическом элементе И-НЕ; б — налогическом элементе ИЛИ гг. НЕРис. 4.23. Сумматор по модулю 2:а — функциональная схема на логических элементах И — НЕ- б — И — ИЛИ — НЕ; а — И —ИЛИ; г — условное обозначение; д — условное обозначение логического элемента«Исключающее ИЛИ»Любая сколь угодно сложная логическая функция может быть реализована на наборе логических элементовИ, ИЛИ, НЕ. В этом смысле такой набор элементов называют функционально полным. Однако, как правило, всоставе серий цифровых микросхем имеются элементы И — НЕ либо ИЛИ — НЕ, а также более сложныелогические элементы И — ИЛИ — НЕ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
