D – триггеры

D-триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения, т. е. . Основное назначение D-триггеров – задержка сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации С может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала С = 1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический вход изображают на схемах треугольником. Если вершина треугольника обращена в сторону микросхемы (прямой динамический вход), то триггер срабатывает по фронту входного импульса, если от нее (инверсный динамический вход) – по срезу импульса. В таком триггере информация на выходе может быть задержана на один такт по отношению к входной информации.

D-триггеры могут быть построены по различным схемам. На рис. 73, а показана схема одноступенчатого D-триггера на элементах И-НЕ и его условное обозначение. Триггер имеет прямые статические входы (управляющий сигнал –уровень логической единицы). На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнена схема управления, а на элементах DD1.3 и DD1.4 асинхронный RS-триггер.

Если уровень сигнала на входе С = 0, состояние триггера устойчиво и не зависит от уровня сигнала на информационном входе D. При этом на входы асинхронного RS-триггера с инверсными входами (DD1.3 и DD1.4)поступают пассивные уровни = =1.

При подаче на вход синхронизации уровня С = 1 информация на прямом выходе будет повторять информацию, подаваемую на вход D. Следовательно, при С = 0 ,а при C=1 ,временные диаграммы, поясняющие работу D-триггера, приведены на рис. 73, б.

D-триггер возможно получить из синхронного RS-триггера, если ввести дополнительный инвертор DD1.1 между входами S и R (рис. 73, в). В таком триггере состояние неопределенности для входов S и R исключается, так как инвертор DD1.1 формирует на входе R сигнал S. Временные диаграммы записи в D-триггер напряжений высокого и низкого входных уровней и их считывание приведены на рис. 73, г. Обязательным условием правильной работы D-триггера является наличие защитного временного интервала после прихода импульса на вход D перед тактовым импульсом (вход С). Этот интервал времени t_n₊₁ – t_n зависит от справочных данных на D-триггер.

Puc. 73. Синхронный D-триггер: а – схема D-триггера на элементах И-НЕ и условное обозначение; б – временные диаграммы; в –преобразование синхронного RS-триггера в синхронный D-триггер; г – временные диаграммы записи и считывания

Комбинированные D-триггеры имеют дополнительные входы асинхронной установки логических 0 и 1 – входы S и R. Схема и условное обозначение одного такого триггера представлены на рис. 74. Триггер собран на шести элементах И-НЕ по схеме трех RS-триггеров. Входы S и R служат для первоначальной установки триггера в определенное состояние. Если С = D = 0, установить S = 0, a R = 1, то элементы DD1.1...DD1.5 будут закрыты, а элемент DD1.6 будет открыт, т. е. Q=l, Q=0. При снятии нулевого сигнала со входа S, откроется элемент DD1.1, состояние остальных элементов не изменится. При подаче единичного сигнала на вход С на всех входах элемента DD1.3 будут действовать единичные сигналы и он откроется, а элемент DD1.6 закроется: Q = 1. Теперь на всех входах элемента DD1.5 действуют единичные сигналы и он будет открыт: Q = 0. Следовательно, после переключения триггера сигнал на выходе Q стал равным сигналу на входе D до переключения: = 0. После снятия единичного сигнала со входа С состояние триггера не изменится.

Рис. 74. Комбинированный D-триггер и его условное обозначение

3.5.3. JK – триггеры

JK-триггеры подразделяются на универсальные и комбинированные. Универсальный JK-триггер имеет два информационных входа J и К. По входу J триггер устанавливается, в состояние Q = l, = 0, а по входу К – в состояние Q = 0, =1.

JK-триггер отличается от RS-триггера прежде всего тем, что в нем устранена неопределенность, которая возникает в RS-триггере при определенной комбинации входных сигналов.

Универсальность JK-триггера состоит в том, что он может выполнять функции RS-, Т-и D-триггеров.

Комбинированный JK-триггер отличается от универсального наличием дополнительных асинхронных входов S и R для предварительной установки триггера в определенное состояние (логической 1 или 0).

Простейший JK-триггер можно получить из синхронного RS-триггера, если ввести дополнительные обратные связи с выходов триггера на входы, которые позволяют устранить неопределенность в таблице состояний (рис. 75, а). Если входы J, К и С объединить, то получим T-триггер, который переключается каждым входным импульсом (рис. 75,б).

На рис. 75, в приведено условное обозначение JK-триггера и таблица состояний. При входных сигналах J =K = 0 состояние триггера не изменяется, так как напряжение низкого уровня на одном входе элемента И-НЕ отменяет прохождение сигналов от других его входов и удерживает выходной сигнал на высоком уровне. Если на входы J и К подать взаимно противоположные уровни, то при подаче перепада напряжения на вход С выходы JK-триггера устанавливаются в такие же состояния. При подаче на входы J и К одновременно напряжений высокого уровня триггер переключается в состояние, противоположное предыдущему, если на вход синхронизации С подать перепад напряжения. Управление полным тактовым импульсом, подаваемым на вход С, применяется для двухступенчатых триггеров (рис. 75, г). Такой триггер тоже имеет обратные связи с выходов на входы, исключающие неопределенное состояние триггера.

Из JК-триггера можно получить D-триггер, если вход К соединить со входом J через дополнительный инвертор (рис. 75, д).

Рис. 75.JK-триггеры:

а - преобразование синхронного RS-триггера в JK-триггер; б- преобразование простейшего JК-триггера в T-триггер; в - условное обозначение JK-триггера и его таблица состояний; г-двухступенчатый JK-триггер; д - преобразование JK-триггера в D-триггер