Управление двухступенчатыми триггерами. Обозначение. Работа. Временная диаграмма.

Все триггеры делятся на две большие группы: асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах изменение их внутреннего состояния определяется только сигналами, поступающими на так называемые информационные входы. Примером асинхронного триггера является рассмотренный R-S триггер.

Во многих случаях более удобны синхронные триггеры. В таких триггерах состояние изменяется в зависимости от сигналов имеющихся на информационных входах, но только при условии подачи синхронизирующего сигнала на дополнительный управляющий вход. Такой управляющий вход часто называют тактовым. Тактовым называют и сигнал, который на этот вход подается. Введение тактирования не изменяет таблицу истинности и характеристическое уравнение триггера. Эти уравнения и таблицы одинаковы как для синхронных, так и для асинхронных триггеров.

Различают три разновидности синхронных триггеров:

— триггеры со статическим управлением записью;

— триггеры с динамическим управлением записью;

— двухступенчатые триггеры.

Многие интегральные триггеры выполнены по двухступенчатой схеме (структура M-S). Такие триггеры содержат основной триггер М (Master) на который принимается внешняя информация и вспомогательный триггер S (Slave), осуществляющий только функции памяти. Приведем схему двухступенчатого триггера:

Уровень тактирующего сигнала C управляет здесь приемом информации в основной триггер и переписью ее во вспомогательный. Информация принимается в основной триггер при C=1 и переписывается во вспомогательный при C=0. Вспомогательный триггер будет переключаться по заднему фронту тактирующего импульса. Следует иметь в виду, что основной R-S триггер в системе M-S имеет статическое управление записью, то есть ведет себя при C=1, как асинхронный. Поэтому информация, переписываемая из основного триггера во вспомогательный по заднему фронту тактового импульса, может, вообще говоря, не соответствовать информации имеющейся в этот момент времени на входах триггера. На функциональных схемах двухступенчатый триггер отмечают двумя буквами «Т» в условном обозначении:

Двухступенчатая структура имеет 2 ячейки памяти, запись информации в которые происходит последовательно в разный момент времени. Все 2-хступенчатые триггеры – тактируемые устройства (с входом С). Ввод информации в первую ступень осуществляется с приходом ТИ.Внешне срабатывание 1-й ступени никак не узнать, т.к. выхода 1-й ступени не видно. Перезапись состояния 2-й ступени происходит с приходом 2-го ТИ, и в это же время сигнал появляется на выходе. Управлять 2-ступенчатым триггером можно не только 2-мя ТИ, но и одним – запись будет происходить по фронту ТИ, а перезапись по срезу.

Синхронным двухступенчатым (двухтактным) триггером называется схема, состоящая из двух соединенных последовательно одноступенчатых синхронных триггеров. Причем по синхроимпульсу информация заносится в первую ступень, а после окончания синхроимпульса информация из первой ступени заносится во вторую. Одновременное занесение информации в обе ступени невозможно. Существуют двухступенчатые RS–триггера, JK–триггера, Т–триггера, D–триггера. На рис.2.7 представлена схема и временная диаграмма работы двухступенчатого RS–триггера. Здесь синхросигнал на вторую ступень подается через инвертор, чем и достигается двухтактная работа.

Рис.2.7. Двухступенчатый RS-триггер
На основе двухступенчатого RS–триггера можно создать двухступенчатый JK–триггер (рис.2.8).

Рис.2.8. Двухступенчатый JK-триггер
На основе двухступенчатого JK–триггера можно реализовать Т–триггер и D–триггер, которые представлены на рис. 2.9.

Рис.2.9. Двухступенчатые Т-триггер и D-триггер
Рассмотренные выше одноступенчатые и двухступенчатые триггерные схемы являются схемами со статическим управлением. Особенностью триггеров с динамическим управлением является переход из одного состояния в другое в момент дискретного изменения сигнала на синхронизирующем входе в определенном направлении: из “0” в “1” или из “1” в “0”. В этом случае переключение триггера производится за счет фронта или спада синхроимпульса.