4.8. СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ

Асинхронный триггер мгновенно переключается при поступлении входного сигнала. Во многих устройствах необходимо синхронизировать во времени переключение триггеров: неодновременное переключение может привести к появлению непредусмотренных состояний устройства и к срыву его работы. Синхронные триггеры имеют дополнительный тактовый вход, на который подаются положительные тактовые импульсы. Такой триггер воспринимает информацию на входах только при наличии тактового импульса и переходит в новое устойчивое состояние в момент среза тактового импульса. В течение тактового импульса на выходе триггера сохраняется предшествующее состояние , и эта информация на выходе триггера в виде сигнала ОС может быть использована при определении направления его переключения. Поэтому синхронные триггеры обладают большими логическими возможностями, чем асинхронные триггеры.

Таблица 4.12. Таблица истинности -триггера

Наиболее универсальным среди синхронных триггеров является -триггер. Его работа описывается табл. 4.12.

Как и -триггер, он сохраняет свое состояние при сигналах 0 на входах. Сигнал на входе J включает триггер: при устанавливается .

Сигнал на входе К выключает триггер: при устанавливается . При входном сигнале начальное состояние триггера меняется на противоположное, что отличает его от -триггера, где аналогичная комбинация сигналов запрещена.

Обозначение синхронного триггера показано на рис. 4.21, где тактовый вход обозначен С.

Рис. 4.21. Синхронный -триггер

Там же приведены временные диаграммы, поясняющие работу триггера. Во время действия тактового импульса (интервал ), , в момент среза импульса С триггер переходит в состояние . На интервале триггер не воспринимает информацию на входах. На интервале второго тактового импульса , в момент триггер переключается: . В момент действия третьего импульса С на входе триггера нулевые сигналы и К и он не меняет своего состояния.

Схемная реализация -триггеров достаточно сложна, их схемы содержат два или три элементарных асинхронных триггера, связанных между собой. Однако, применяя ИМС, мы не часто вынуждены обращаться к их внутреннему устройству, обычно достаточно знакомства с их параметрами. Промышленность выпускает готовые -триггеры в виде ИМС, которые дополнительно снабжены установочными входами R и S. Эти входы — асинхронные: при на триггере мгновенно устанавливается , при состояние триггера .

На основе универсального -триггера может быть , строено ряд других триггеров.

1. Синхронный -триггер. Отожествим и .

При запрете поступления комбинации табл. 4.12 сводится к таблице истинности -триггера (табл. 4.11), но в синхронном триггере имеется тактовый импульс С, при наличии которого воспринимается информация на бходах триггера. В момент среза импульса С синхронный -триггер переключается. Напомним, что -триггер является аналогом реле.

2. Счетный Т-триггер. В нем используется только строка табл. 4.12. Для этого входы J и К присоединяются к потенциалу, соответствующему логической единице: . В момент среза тактового импульса триггер переключается на противоположное состояние . Таким образом, счетный триггер имеет единственный тактовый вход, который обозначается Т. Обозначение Т-триггера приведено на рис. 4.22, а. На рис. приведены временные диаграммы, поясняющие работу счетного триггера.

Рис. 4.22. Счетный триггер

Из диаграмм видно, что частота повторения сигнала Q вдвое меньше, чем частота повторения импульсов Т, т. е. Т-триггер делит частоту импульсов на 2. Счетные триггеры широко применяются в счетчиках, распределителях и делителях частоты, а также в различных переключателях. Для реализации счетного триггера обычно пользуются ИМС -триггера, входы и К соединяют с источником питания.

3. -триггер. В -триггере , т. е. помимо тактового входа имеется только один вход D., Из табл. строки) нетрудно видеть, что в -триггере , т. е. триггер запоминает сигнал на входе D в момент тактового импульса и хранит его до следующего тактового импульса. Поэтому -триггер является элементом памяти, он находит широкое применение, в том числе в регистрах.

-триггер может быть выполнен на основе -триггера, при включении на входе элемента НЕ, обеспечивающего условие . Однако выгоднее применять специальные ИМС D-триггеров: в каждой ИМС располагается два или четыре D-триггера.

Микросхемы -триггеров имеют особенность, которая отличает их от рассмотренных синхронных триггеров: переключение -триггера происходит при изменении импульсов С от 0 к 1, т. е. на фронте тактового импульса. Схема и временные диаграммы -триггера приведены на рис. 4.23. ИМС -триггеров нередко также снабжена установочными входами R и .

Рис. 4.23. Синхронный -триггер