Синхронні тригери

1.2 Синхронні тригери

Важливу роль в цифрових пристроях відіграють RS-тригери з синхронізуючими (тактовими) і інформаційними (програмуючими) входами (рис.5). На відміну від асинхронного, даний тригер на кожному інформаційному вході має додаткові схеми співпадіння, перші входи яких об'єднані і на них подаються синхронізуючі сигнали. Другі входи схем співпадіння є інформаційними. Зміна стану тригера можлива лише при наявності одиничного сигналу на синхронізуючому вході С. При нульовому значенні цього сигналу інформація на управляючих входах R і S не сприймається і тригер зберігає свій попередній стан. Таблиця переходів асинхронного тригера (таблиця 3.) співпадає з таблицею переходів синхронного тригера (таблиця 1.) при Сⁿ = 1 -const.

Синхронні тригери окрім синхронізуючих входів, можуть мати і асинхронні входи R i S.

Характеристичні рівняння синхронного RS-тригера мають вигляд:

для прямих входів:

Qⁿ⁺¹ = Cⁿ Sⁿ v Rⁿ Qⁿ v Cⁿ Qⁿ, (2)

для інверсних входів:

Qⁿ⁺¹ = Cⁿ Sⁿ v Rⁿ Qⁿ v Cⁿ Qⁿ,

Підставивши Сⁿ = 1 в рівняння (2), можна отримати характеристичні рівняння для асинхронного триггера:

для прямих входів:

Qⁿ⁺¹= Sⁿ v RⁿQⁿ; (3)

для інверсних входів:

Qⁿ⁺¹= Sⁿ v RⁿQⁿ.

Крім RS-тригерів застосовуються ще три види синхронних тригерів: JK, T і D- типів.

1.3 Тригери D-типу

Тригером D-типу називається логічний пристрій з двома стійкими станами і одним інформаційним входом D. В D-тригерах значення змінної в момент tⁿ⁺¹ співпадає із значенням вхідної змінної в момент tⁿ, тому тригер такого типу в літературі називають тригером затримки.

Характеристичне рівняння D-тригеру має вид:

Qⁿ⁺¹=`CⁿQⁿ v CⁿDⁿ (4)

З рівняння видно, що при наявності тактуючого сигналу (с=1) тригер переходить в стан Qⁿ⁺¹=Dⁿ, а при відсутності тактуючого сигналу (с=0) тригер зберігає попередній стан.

На рис.6 представлений варіант реалізації однотактного синхронного D-тригера, виконаного на елементах “І-НІ”. Вхід D-інформаційний, вхід C-тактовий (синхронізуючий). При D=1 і С=1 на вході DD1.1 формується лог. рівень “0”, який поступає на входи DD1.2 і DD1.3, здійснює встановлення тригера в стан Q=1 і одночасно блокує включення DD1.2. При D=0 і C=1 вихід DD1.1 залишається закритим (на виході DD1.1 рівень ‘1”), відкриється DD1.2 і рівень ‘0” сформований на його виході, встановить тригер в стан Q=1 (Q=0). Таким чином, при C=1 в тригер завжди записується інформація, що відповідає інформації на вході (таблиця 5.).

1.4 Тригери T-типу

Тригери T-типу (лічильний тригер) називається логічний пристрій, який має два стійких стани і один вхід Т, і змінює свій стан на протилежний всякий раз, коли на вхід Т приходить управляючий сигнал.

Функціонування T-тригера описується наступним характеристичним рівнянням:

Qⁿ⁺¹=`T * Q<sup>n</sup> v T<sup>n</sup> *`Qⁿ (5)

На рис.7 приведено варіант реалізації однотактного синхронного T-тригера, виконаного на елементах "І-НІ". Присутність на входах R і S взаємно протилежних сигналів дозволяє після приходу тактового імпульсу на вхід С встановити на виходах наперед задану комбінацію рівнів: Q=Н, Q=В і навпаки (таблиця 6).

1.5 Тригери JK-типу

Тригером JK-типу називається логічний пристрій, який має два стійких стани і два інформаційних входи J та К, і змінює свій стан на протилежний при JK-1, тобто при JK=1 Qⁿ⁺¹=Qⁿ, а в усіх інших випадках функціонує у відповідності з таблицею істинності синхронного RS-тригера, при цьому вхід J еквівалентний входу S, а вхід К- входу R.

Характеристичне рівняння JK-тригера можна записати наступним чином:

Qⁿ⁺¹ =`K Q<sup>n</sup> v 1<sup>n</sup> `Qⁿ (6)

На рис.2 приведено варіант реалізації однотактного синхронного JK-тригера, виконаного на елементах "І-НІ". Тригер JK-типу є найбільш універсальним. В його таблиці станів (таблиця 2.) відсутня стрічка невизначеності. На основі JK-тригеру шляхом нескладних зовнішніх комутаційних змін можна отримати схеми, які виконують функцій RS-, D- i T-тригерів.

Для надійної і чіткої роботи тригерних комірок в багато розрядних пристроях (регістрах, лічильниках) призначені двотактні тригери, які називають master-slave, що перекладається як майстер-помічник.

Рис.2. Схема однотактного JK-тригера на елементах 2"I-НІ".

Таблиця 2. Стани JK-тригера.