Отличие синхронного триггера от асинхронного состоит в том, что синхронный триггер снабжен дополнительным входом, называемым синхронизирующим (этот вход часто называют также тактирующим входом). Назначение синхронизирующего входа в том, чтобы сигналом на этом входе разрешать прием сигналов с информационных входов (входов, сигналами на которых производится переключение триггера) в заданные временные интервалы. При отсутствии сигнала на синхронизирующем входе информационные входы логически отключаются и сигналы на этих входах не влияют на состояние триггера.
Достоинство синхронных триггеров заключается в том, что они позволяют устранять влияние различий в значении задержек в распространении сигнала в отдельных элементах схемы. При этом обеспечивается одновременный прием сигналов разными частями схемы в заданные временные отрезки.
Синхронные триггеры, в свою очередь, делятся на два типа: синхронные триггеры со статическим управлением и синхронные триггеры с динамическим управлением. В первых триггеры реагируют на изменения сигналов на информационных входах, происходящие во время действия сигнала на синхронизирующем входе. Поэтому эти изменения допускаются только при отсутствии сигнала на синхронизирующем входе. В синхронных триггерах с динамическим управлением прием сигналов с информационных входов происходит в течение малой длительности фронта (положительного или отрицательного) сигнала на синхронизирующем входе. В остальное время информационные входы оказываются логически отключенными и допускаются изменения сигналов на информационных входах и в течение действия синхронизирующего сигнала (исключая длительность его фронта).
RS-триггер. На рис. 4.3а, б показаны логические структуры синхронного RS-триггера. Как видно из этих структур, синхронный RS-триггер состоит из асинхронного триггера с прямыми (либо инверсными) входами, на входах R и S которого включены логические элементы И (И-НЕ).
а) б) в) Рис. 4.3
С помощью логических элементов И (И-НЕ) обеспечивается передача активных логических уровней информационных входов S и R синхронного триггера на входы S и R входящего в его состав асинхронного триггера только при уровне лог. 1 на синхронизирующем входе С.
На рис. 4.3 в показано условное обозначение синхронного RS-триггера.
D-триггер. Этот тип триггера имеет лишь один информационный вход D. Вход С — управляющий и служит для подачи синхронизирующего сигнала.
Синхронные триггеры, построенные по принципу двухступенчатого запоминания информации
Особенность триггеров с двухступенчатым запоминанием информации состоит в том, что они содержат две триггерные структуры: одна из них образует так называемый ведущий триггер, другая — ведомый триггер. Оба триггера функционируют как синхронные триггеры со статическим управлением.
Если на синхронизирующем входе С=1, ведущий триггер устанавливается в состояние, соответствующее сигналам, поступающим на информационные входы. Ведомый триггер, имеющий инверсный синхронизирующий вход, при этом невосприимчив к информации, поступающей на его вход с выхода ведущего триггера. Он продолжает находиться в состоянии, в которое был ранее установлен (в предыдущем тактовом периоде).
При изменении значения С (с С=1 на С=0) ведущий триггер отключается от информационных входов и перестает реагировать на изменения значений сигналов на этих входах; ведомый триггер устанавливается в состояние, в котором находится ведущий триггер. С этого момента на входах устанавливаются значения, соответствующие входным сигналам, поступающим к моменту рассматриваемого фронта сигнала на синхронизирующем входе.
Управление процессами в триггере с двухступенчатым запоминанием информации за время тактового периода осуществляется двумя фронтами сигнала на синхронизирующем входе: на положительном фронте происходит установка ведущего триггера, на отрицательном фронте — ведомого триггера.
