Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Поэтому было введено понятие коэффициента разветвления, который показывает, во сколько раз данное число подключенных входов увеличивает нагрузку по сравнению с одним подключенным стандартным входом. Применительно к 3К-триггерам коэффициент разветвления по тактовому входу равен 2. Это означает, что по создаваемой нагрузке тактовый вход эквивалентен двум стандартным. В паспортах ЗК-триггеров указываются также параметры, имеющие размерность времени. Это, в частности, время установки и время включения, время распространения при включении и время выключения. Как уже было указано, из-за физически обусловленной задержки распространения в данной схеме для обеспечения точности записи может потребоваться подать сигнал на вход с определенным опережением тактового импульса.
Часто бывает необходимо, наоборот, задержать на некоторое время поступившую информацию, чтобы обеспечить верный обмен данными внутри схемы. Что касается ЗК-триггеров, то у них сигнал на входах У и К должен оставаться стабильным в течение 6 нс от фронта тактового импульса до установления номинального уровня. Обычно 3К-триггеры в десятичных и шестнадцатеричных делителях и счетчиках монтируются как составные элементы на общем кристалле. Они используются также и в регистрах. Мы ограничимся рассмотрением нескольких элементарных схем, что поможет уяснить, как работают делители и счетчики на 3К-триггерах.
3.13. Двоичный счетчик на двух 3 К-триггерах В микросхеме 81ч7473г) (ее входные параметры и таблица истинности приведены на рис. 3.23) содержатся два дК-триггера. Рассмотрим экспериментальное поведение этой микросхемы при выполнении функции двоичного счетчика, тактовые импульсы для которого вырабатывает электронный переключатель 5 (рис. 3.26).
Применять здесь простой тумблер нецелесообразно из-за свойственных ему переходных колебаний контактов, практически всегда возникающих в таких переключателях. В схеме на рис. 3.26 два триггера соединены между собой по схеме двоичного счетчика. Уровни на входах У и К обоих триггеров всегда высокие. Последовательность тактовых импульсов для триггера с минимальной разрядностью вырабатывает коммутатор 5.
Для второго триггера тактовые импульсы снимаются с выхода первого триггера. К выходам обоих триггеров подключены два индикатора, по которым можно следить за изменениями состояний. С помощью переключателя 52 триггеры можно возвращать в положение О. Для этого переключатель должен быть переброшен в положение О. Предположим сначала, что оба триггера находятся в положении О.
Если включать и выключать переключатель 5, то, как Элементы эааоминаюитих устройств показано на рис. 3.26,б, на входе получим последовательность импульсов, регулярность которой будет определяться частотой переключений. Мы уже знаем, что А(-триггер с высоким уровнем сигнала на входах У и К меняет свое состояние, когда инвертируется 'бйг арве бг йр Сфас Рис. 3.26 а — двоичный счетчик с ЗК-триггером; б — его времеиийи диа. грамма. тактовый импульс, т.
е. когда из положения 1 (высокий уровень)' он возвращается в положение О (низкий уровень). Это показано на временной диаграмме. Второй триггер меняет свое состояние, когда уровень выходного сигнала первого триггера меняется на противоположный (с 1 на 0). Эти переходы от одного состояния к другому также видны на временнбй диаграмме. Если рассмотреть ее внимательно, то бросается в глаза, что частота тактовых импульсов делится триггером на 2 и что схема осуществляет их двоичный счет. На диаграмме цикл счета обозначен единицами !98 Глава в и нулями. Таблица истинности имеет вид и т. д. Из таблицы ясно видно, что счетчик действительно проводит двоичный счет. При наличии двух триггеров счет можно проводить от 0 до 3. При трех триггерах число возможных комбинаций двоичных знаков будет 2'=8, а при четырех триггерах— 24=16 и т.
д. Включая и выключая переключатель 5, можно убедиться, что схема действительно ведет счет, точно совпадающий с таблицей. Цикл счета можно прослеживать на индикаторах. Если соединить вход С1 с переключателем Т, а вход С2 с выходом Я~(ь) первого триггера, то счетчик будет считать не вперед, а назад. Этот процесс подробно рассмотрен в следующей главе. 3.14. 0-триггер Целым рядом свойств, интересных для цифровой техники, обладает Р-триггер (триггер задержки). Триггеры этого типа с успехом применяются для временнбй записи информации в регистрах и цифровых счетчиках. Такой триггер интересен тем, что информация с входа л) сохраняется в нем до прихода команды (тактового сигнала) с другого входа — входа С. После очередного тактового сигнала триггер как бы блокируется и информация сохраняется в нем неизменной до прихода следующего импульса даже в том случае, если изменяется сигнал на самом входе В.
Существуют две разновидности Р-триггеров. Одни блокируются сигналом с входа С, имеющим низкий уровень ~-. В других информация фиксируется в тот момент, когда тактовый сигнал на входе С меняет низкий уровень на высокий. 199 Элементы эаооманаюсцах устройств Фуннционально н нюдйица ЯЦ СС„- нрежнее содержа- ние триггера йт — надое содержание триггера Эм!, ~мО 8(Ц Рис. 3.27. а — условное обоэначеиие 1г-триггера; б — его функциональная таб- лица; в — алгоритм работы. В триггере первого типа выходной сигнал следует за сигналом на входе Р, когда тактовый сигнал имеет высокий уровень Н.
В Р-триггере второго типа процесс иной. Здесь выход перенимает информацию с входа 0 лишь в тот момент, когда тактовый сигнал инвертируется с Ь на Н. Р-триггер первого типа часто называют «триггер-защелка», триггер второго типа называют триггером, синхронизуемым фронтом. На рис. 3.27,а показано условное обозначение Р-триггера. Видно, что кроме входов 0 и С триггер имеет еще входы установки 5 и сброса Я, благодаря которым его можно переключать в состояние 0 или 1 независимо от состояния сигнала на вхо- Глава 3 де Р. В большинстве случаев исходят из того, что сигнал на входе С имеет низкий уровень Ь. Схема алгоритма работы Р- триггера приведена на схеме рис. 3.27,в. На рнс. 3.27, б дана функциональная таблица 1Э-триггера.
Видно, что после триггнрования выход действительно перенимает информацию с входа Р. Если сигнал на входе Р имел низкий уровень, то и на выходе уровень сигнала будет низким; если же сигнал на входе имел высокий уровень, то и на выходе он будет высоким. 3.15. 1л-триггер, состоящий из элементов И-НЕ Чтобы читатели лучше смогли уяснить работу Р-триггеров, на рис. 3.28 представлен триггер, собранный из микросхем И-НЕ типов Ьг174ОО1ч1 — 741,8001ч1.
Собственно триггер образуют элементы тт13 и й15. Элементы Л12 и У4 выполняют функцию ввода, а элемент тч'1 — инвертирования. Это «триггер-защелка». Допустим, что тактовый импульс Т имеет высокий уровень, как показано на временной диаграмме на рнс. 3.28. Если сигнал Яи74оан 0 1инФ у Т / Я ~ Ы~еноугобания Губелна чение б' Ф Рнс, 8.28. а — триггер на элементах И-НЕ; б — его временная диаграмма; в — условное обозначение ио МЭК. 20$ Элементы ваиоманающил устройств на входе О имеет низкий уровень, то сигнал на выходе элемента Х1 будет высокого уровня Н.
Это значит, что на обоих входах элемента Л'4 уровень сигнала высокий. Сигнал на выходе элемента Лт4 отвечает состоянию О, и под действием этого сигнала триггер возвращается в состояние О. Если через небольшой интервал времени сигнал на входе Р становится сигналом уровня Н 1это показано на временнбй диаграмме), то тогда оба входа элемента Х2 получают сигнал высокого уровня, а вход ввода триггера получает сигнал низкого уровня. В результате триггер переходит в состояние 1. До тех пор пока тактовый импульс Т сохраняет высокий уровень, сигнал на выходе будет продолжать следовать за сигналом на входе О. Таким образом, триггер от входа 0 до выхода становится прозрачным. Когда тактовый сигнал исчезает, триггер, как это видно из временнбй диаграммы, продолжает оставаться в состоянии 1.
То обстоятельство, что тактовый сигнал Т становится сигналом низкого уровня, означает, что ключевые элементы ввода Л'2 и Лт4 заблокированы, поэтому сигнал на входе О не влияет больше на состояние триггера. До этого он был приведен в состояние 1, в этом состоянии он и остается независимо от последующих изменений сигнала на входе О. Это также видно на временнбй диаграмме. Как следует из сказанного выше, блокирование схемы происходит в момент исчезновения тактового импульса. В этом можно легко убедиться из приведенной схемы, если установить переключатель, соединенный с входом Т, в положение О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
