Триггеры в интегральном исполнении

Используемые в цифровой электронике триггеры в интегральном исполнении изготавливаются нескольких типов. При этом все триггеры принято делить на два класса: асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах переключение происходит под воздействием только входных информационных сигналов. Синхронные (тактируемые) триггеры для переключения кроме информационных, требуют наличия разрешающего тактирующего сигнала. Соответственно они имеют специальный вход для такого сигнала.

Простейшим является RS-триггер — рис.5.13. Асинхронный RS-триггер имеет установочный вход S, вход сброса R и парафазные (инверсные) выходы Q, , Таблица состояний триггера следующая:

Здесь Q(t) — состояние триггера до подачи входных сигналов, Q(t+l) —состояние триггера после подачи входных сигналов, Н — неопределенное состояние триггера.

Варианты реализации асинхронного RS-триггера на логических элементах И-HE и ИЛИ-НЕ показаны на рис. 5.13 б, в.

Синхронный (тактируемый) RS-триггер иллюстрируется рис.5.14. Входные сигналы R и S воспринимаются триггером только при С = 1. Можно схему построить таким образом, что тактируемым будет только установочный вход S, а вход сброса R останется не тактируемым. Существуют микросхемы, у которых тактирующий вход общий для нескольких триггеров, входящих в состав этой микросхемы, например, микросхема К561ТР2 — рис.5.15.

D-триггер — это триггер с одним информационным входом. Он еще называется триггером задержки (delay), так как передает на выход входную информацию только при появлении синхронизирующего импульса, поэтому момент смены выходной информации задержан относительно момента смены входной информации. Этот триггер всегда синхронный. D-триггер переключается в состояние 1. если информационный D и тактирующий С сигналы равны 1, и переключается в состояние 0, если D = 0, а С = 1. При С = 0 триггер сохраняет прежнюю информацию. Таблица состояний триггера следующая:

Условное обозначение и пример реализации D-триггера показаны на рнс.5.16.

T-триггеры также относятся к триггерам с одним информационным входом. Могут быть как асинхронные, так и синхронные. Т-триггер — это триггер со счетным входом, меняющий свое состояние на противоположное при каждом поступлении входного информационного сигнала Т = 1. При отсутствии сигналов (Т = 0) триггер сохраняет свое состояние. Таблица синхронного (тактируемого) Т-триггера следующая:

Т-триггер реализует функцию неравнозначности (сложения по модулю 2), поэтому широко применяется в счетчиках импульсов и делителях частоты. На рис. 5.17 показаны условные обозначения и временные диаграммы асинхронного и синхронного Т-триггера.

Принципиально, Т-триггер можно построить на основе любых синхронных триггеров (RS, D, IK) путем создания обратной связи с выхода на вход. На рис.5.18 показано использование D-триггера в режиме Т-триггера.

IK-триггеры — это двухступенчатые синхронные универсальные триггеры. Универсальность их заключается в том, что на их основе можно сделать любой другой тип триггера: RS, D и Т. Логика работы IK -триггера иллюстрируется следующей таблицей переходов:

При поступлении информационного сигнала К = 1 триггер устанавливается в нулевое состояние, а при поступлении сигнала I = 1 — в единичное. При отсутствии информационных сигналов триггер сохраняет прежнее состояние. При поступлении сигнала лог. 1 одновременно на оба входа I, K триггер меняет свое состояние на противоположное, т.е. работает как Т-триггер. На практике IK-триггер кроме информационных входов IK содержит независимые установочные входы RS. На рис. 5.19 приведены условные обозначения IK-триггеров. Триггер типа IK строится на базе двух тактируемых RS триггеров, т.е. является двухступенчатым. Поэтому все IK-триггеры дают задержку в появлении выходных сигналов на длительность t тактирующего синхросигнала, т.к. передача информации во второй RS-триггер происходит по спаду синхросигнала — рис.5.20.

Используя инвертор, на базе IK-триггера можно построить D-триггер — рис. 5.21.