в)триггер со счетным входом (Т-триггер);

г)универсальный триггер (JK-триггер).

По способу приема информации триггеры подразделяют на асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые). Асинхронные триггеры реагируют на информационные сигналы в момент их появления на входах триггера. Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы при наличии разрешающего сигнала на специально предусматриваемом входе С. Синхронные триггеры подразделяют на триггеры со статическим управлением по С-входу и с динамическим управлением.

Триггеры со статическим управлением реагируют на информационные сигналы при подаче на вход С уровня 1 (прямой С-зход) или 0 (инверсный С-вход).

Триггеры с динамическим управлением реагируют на информационные сигналы в момент изменения сигнала на С-входе от 0 к 1 (прямой динамический С-вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический С-вход).

По принципу построения триггеры со статическим управлением можно разделить на одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатые триггеры имеют одну ступень запоминания информации. Запись информации в такие триггеры представляет собой непрерывный во времени процесс установления состояния триггера под воздействием информационных сигналов.

Двухступенчатые триггеры имеют две ступени запоминания информации, которые тактовым импульсом управляются таким образом, что в начале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе триггера.

Рассмотрим свойства триггеров основных видов, вначале триггеров со статическим управлением, затем - с динамическим.

Асинхронные RS-триггеры имеют два информационных входа: вход S для установки 1, вход R для установки 0 и два выхода: прямой Q и инверсный Q.

Состояние триггера характеризуется сигналом на прямом выходе и определяется комбинацией входных сигналов. Например, для установки триггера в состояние 1, т. е. для записи в него 1, необходимо на его входы подать такую комбинацию сигналов, при которой на прямом выходе сигнал будет иметь уровень логической 1, т. е. Q=l, Q=0.

Асинхронный RS-триггер обычно строится на двух логических элементах И - НЕ либо ИЛИ - НЕ, охваченных перекрестными обратными связями (рис. 4.12). На временных диаграммах отражена задержка срабатывания триггера, величина которой зависит от быстродействия логических элементов.

Таблица 4.3

Если обозначить состояние триггера в момент изменения входных сигналов индексом n а после переключения - индексом (n+1), то закон функционирования триггера (см. рис. 4.12,а) может быть описан табл. 4.3.

Как следует из табл. 4.3, при комбинации 5=1, R = 0 в триггер записывается 1 независимо от его предыдущего состояния. При другом наборе входных сигналов S=0, R = 1 триггер устанавливается в 0. Комбинация 5 = R=0 является нейтральной, поскольку при ней имеет место режим хранения записанной ранее информации.

При нейтральной комбинации сигналов на информационных входах триггер может находиться в одном из состояний устойчивого равновесия Q=l, Q = Q или Q=0, Q=l сколь угодно долго. Комбинация S - R=l является запрещенной, так как она приводит к нарушению закона работы триггера и неопределенности его состояния. Действительно, при указанной комбинации входных сигналов на обоих выходах триггера устанавливается 0. Это состояние не является состоянием устойчивого равновесия и может быть обеспечено только воздействием входных сигналов. Если затем на входы будет подана нейтральная комбинация сигналов, триггер перейдет в одно из состояний устойчивого равновесия, но предугадать это новое состояние триггера невозможно, поскольку обычно разброс временных параметров логических элементов триггера неизвестен.

Для триггера на элементах И - НЕ управляющим действием обладают нулевые уровни информационных сигналов, а не единичные, как в рассмотренном случае. Поэтому информационные входы и соответствующие сигналы таких триггеров обозначаются как инверсные (рис. 4.12,6). Закон функционирования R5-триггера на элементах И - НЕ описывается табл. 4.4, которая в отличие от табл. 4.3 приведена в сокращенной форме записи.

т HQ

$-2

И?

Q 1

Рис. 4.12. Асинхронный RS-триггер:

а - на логических элементах ИЛИ - НЕ; б - на логических элементах И - НЕ

Таблица 4.4

Следовательно если для триггера на элементах ИЛИ - НЕ единичные сигналы на обоих информационных входах запрещены, то для триггера на элементах И - НЕ они разрешены и образуют нейтральную комбинацию. Нулевые сигналы на обоих входах триггера на элементах ИЛИ-НЕ составляют нейтральную комбинацию, а для триггера на элементах И - НЕ они запрещены.

Указанные особенности триггеров на разных логических элементах следует учитывать при их применении в цифровых узлах.

Быстродействие асинхронного RS-триггера определяется задержкой установления его состояния которая равна сумме задержек распространения сигнала через логические элементы;

Синхронный одноступенчатый RS-триггер отличается от асинхронного наличием С-входа для синхронизирующих (тактовых) импульсов. Синхронный триггер сестоит из асинхронного RS-триг-гера и двух логических элементов на его входе. Рассметрим работу триггера, построенного на элементах И - НЕ (рис. 4.13,а).

При С - О входные логические элементы 1 и 2 блокированы: их состояния не зависят от сигналов на S- и R-входах и соответствуют логической 1, т. е. ql=q2=1. Для асинхронного RS-триггера на элементах И - НЕ такая комбинация входных сигналов является нейтральной, поэтому триггер находится в режиме хранения записанной информации.

При С=1 входные логические элементы открыты для восприятия информационных сигналов и передачи их на входы асинхронного R5-триггера. Таким образом, синхронный триггер при наличии разрешающего сигнала

на 5-входе работает по правилам для асинхронного триггера.

Временные процессы в триггере при его переключении из нулевого состояния в единичное иллюстрируются диаграммами на рис. 4.13,6, на которых обозначено: ti, t2, tz, t4 - задержки переключения соответствующих логических элементов; tc, t"c- длительности тактовых импульсов и пауз между ними.

Рис. 4.13. Синхронный RS-триггер:

а - на логических элементах И - НЕ; б - условное обозначение; в - временные диаграммы; г - RS-триггер на логических элементах ИЛИ - НЕ; 6 - условное обозначение RS-триггера

Из диаграмм следует, что минимальное время установления уровня на одном из выходов равно двум задержкам переключения, в нашем примере t1+t3. Однако в расчет длительности тактового импульса следует

принимать общее время установления состояния триггера: 1/с>Гг=Н+1з+14 = 31,д)р)ср.

Длительность паузы должна быть достаточной для переключения входных элементов 1 или 2: t"с>t1,2=tзд,р,ср. Следовательно, минимальный период повторения тактовых импульсов равен 41,д,р,ср, а наибольшая частота

Синхронные RS-триггеры строятся и на логических элементах ИЛИ - НЕ (рис. 4.13,г), И - ИЛИ - НЕ и их сочетаниях.

Синхронный двухступенчатый RS-триггер состоит из двух синхронных одноступенчатых RS-триггеров (рис. 4.14), управляемых разными фазами тактового сигнала.

При С=1 производится запись-информации в триггер первой ступени. В это время триггер второй ступени заблокирован нулевым уровнем сигнала на его С-входе благодаря наличию инвертора, через который тактовый сигнал поступает на вход второй ступени. При С = 0 первая ступень блокируется, а вторая открывается. Информация переписывается из первой ступени во вторую и появляется на выходе триггера. Двухступенчатая структура триггера на его условном обозначении отображается двумя буквами Т.

Минимальный период и максимальная частота повторения тактовых импульсов равны: Тс=713дрср; F - 1/Tc.

Другой вариант построения двухступенчатых триггеров с запрещающими связями между основной и вспомогательной ступенями приведен на рис. 4.14,6.

В триггере с запрещающими связями во время действия тактового импульса С=1 информация записывается в основную ступень. Одновременно с выходов первых логических элементов на вход вспомогательной ступени поступают запрещающие сигналы, блокирующие перезапись информации из основной ступени во вспомогательную. При С=0 эта блокировка снимается, и информация появляется на выходе второй ступени.

D-триггер имеет один информационный вход (D-вход) и вход для синхронизирующего импульса (рис. 4.15). Основное назначение D-триггера - задержка сигнала, поданного на вход. Как и RS-ipnr-гер, он может быть построен на различных логических элементах. Видно, что при С = 0 изменение входного сигнала не сказывается на состоянии триггера, и только при С=1 триггер принимает состояние, определяемое входным

Разновидностью D-триггера является DK-триггер, который дополнительно к D-входу имеет управляющий V-вход (на рис. 4.15,а показан пунктирной линией). При V=1 триггер работает аналогично D-триггеру, а при V=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 динамическим управлением (155ТМ2, 133ТМ2). Они реагируют на информационные сигналы только в момент изменения сигнала на С-входе от 0 к 1 (прямой динамический вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический вход).

Р=1/4!3д,р,ср.

сигналом.