Рис. 4.14. Двухступенчатый RS-триггер:

а - с дополнительным инвертором; б - с запрещающими связями

Рис. 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 асинхронных RS-триггеров. Два из них, построенные на элементах 1, 2 и 3, 4, называют коммутирующими а третий, на элементах 5, 6 - выходным. Сигналы на выходах коммутирующих триггеров управляют состоянием выходного триггера.

При сигнале С=О на выходах q2 и q3 формируется нейтральная для выходного триггера комбинация, и он находится в режиме хранения. Изменение информационного сигнала в этот период времени вызывает изменение сигналов на выходах д4 и q1. Элементы 2, 3 готовы воспринять эти сигналы, как только появится разрешающий сигнал С=1. В момент его появления изменяются уровни на выходах q2 и q3 и устанавливают выходной триггер в новое состояние, соответствующее информационному сигналу на .D-входе в предыдущем такте.

Если изменение информационного сигнала произойдет во время установления состояния выходного триггера, коммутирующие триггеры не пропустят его, поскольку нулевой уровень на выходе элемента 2 блокирует входы элементов 1 и 3.

Таким образом, назначение коммутирующих триггеров состоит в приеме информации, передаче ее в выходной триггер в момент перепада сигнала на С-входе от 0 к 1 и осуществлении с этого же момента самоблокировки от воздействия информационного сигнала.

В условном обозначении С-входа (см. рис. 4.16,в) направление вершины треугольника указывает на то, что управление триггером производится перепадом сигнала от 0 к 1 (прямой динамический вход). При управлении обратным 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 Т-триггер

Триггер с динамическим управлением нельзя назвать двухступенчатым в принятом ранее смысле, поскольку в нем нет того двухтактного механизма передачи информации от входов к выходам, который имеет четко выраженный характер в двухступенчатом триггере. Поэтому в условном обозначении для таких триггеров предусмотрена одна буква Т.

Длительность входного импульса должна быть достаточной для переключения элементов 2 или 3 и установления состояния выходного триггера, т. е. 31здрср. Длительность паузы должна превышать задержки переключения элементов 4 и 1 при изменении информационного сигнала на D-входе, т. е. 213дрср. Таким образом, быстродействие D-триггера с динамическим управлением определяется частотой повторения тактовых импульсов, равной F= 1/5тзд)р>ср.

D-триггер с динамическим управлением может быть использован в качестве Г-триггера, для этого необходимо 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 положен двухступенчатый RS-триггер, поскольку он обеспечивает требуемую для работы Т-триггера задержку в передаче информации от входов к выходам: С-вход выполняет роль Т-входа, a S- и R-входы необходимо соединить перекрестными обратными связями с выходами триггера (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Т-триггер (TV-триггер при наличии V-входа):

а - функциональная схема; б- условные обозначения; в - таблица состояний

Рис. 4.18. JK-триггер

Разновидностью 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=0 TV-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 свое

состояние на противоположное, т. е. работает в режиме T-триггера. Поскольку JK-триггер обладает свойствами RS- и T-триггеров, он может быть реализован на основе синхронного двухступенчатого RS-триггера, с входной логикой (рис. 4.18). Одна пара S- и R-входов используется для обратных связей, как в Т-триггере. 5- и R-входы другой пары служат для приема информации и получают обозначение J и К.

Таблица 4.5

Режим

Хранение

Хранение Хранение Хранение Хранение Установка

1

Установка

0

0 - >1 или 1 ->0

= 5

-с

-s

-H

77

1-е

5)

Рис. 4.19. JX-триггер с входной логикой:

а - функциональная схема; б - условное обозначение

LmttlJL -Щтпя -itrm а £ г

а)

а

г)

Рис. 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-григгер

Распространенный вариант реализации JK-триггера представ лен на рис. 4.19. В его схеме в качестве входных элементов втооой ступени применены логические элементы Э1 и Э2, реализующие операцию x1+x2, называемую импликацией. Нетрудно видеть что при сигнале С=1, когда информационные сигналы устанавливают со стояние первой ступени, вторая ступень блокирована При сигнате С=0, когда первая ступень закрыта для входной информации вто рая ступень, напротив, открывается и воспринимает состояние первой ступени. Примером может служить JK-триггер 134 серии выполненный по рассмотренной схеме.

Обычно триггеры имеют один или два установочных входа которые предназначены для установки триггера в требуемое начяль ное состояние. Установка осуществляется сигналами, которые поступают, как показано на рис. 4.19, непосредственно на входы RS триггеров первой и второй ступеней. Если триггеры построены на элементах 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. При реализации триггера на элементах ИЛИ - НЕ установочные входы будут прямыми и для установки триггера в какое-то состояние необходимо на соответствующий вход на короткое время подать сигнал с единичным уровнем. Причем установка производится независимо от наличия или отсутствия синхронизирующего импульса, 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 имеет по три конъюнктивно связанных входа J и входа К, т. е. в его структуру встроены логические элементы Такие триггеры необходимы, как будет показано в § 4.5, для построения счетчиков с параллельным переносом. На основе JK-триггера можно с помощью внешних соединений его выводов (рис. 420) получить триггеры других видов. В этом смысле JK-триггер называют уни нереальным.

Триггер Шмитта имеет один информационный вход и один выход. Один из его вариантов представлен на