Россия |
Последовательностные функциональные узлы. Триггеры
D-триггер типа "защелка"
D-триггером называют синхронный триггер, имеющий два входа - вход данных D и вход синхронизации С.
На рис. 7.4,а представлена функциональная схема D -триггера. При изменения на входе
никак не влияют на схему: триггер заперт по С -входу и находится в режиме хранения ранее записанной информации. При этом на выходах первого и второго логического элемента И-НЕ будет логическая 1, поэтому состояние третьего и четвертого логического элемента И-НЕ и, соответственно, состояние выходов
и
не изменится и будет сохраняться ранее записанная информация, так как
и
перезаписывают сами себя по обратным связям. Таблица истинности приведена в табл. 7.4.
Управляющие сигналы | Состояние выходов | Режим работы | ||
---|---|---|---|---|
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
|
0 | 0 | ![]() |
![]() |
Хранение ранее записанной информации |
0 | 1 | ![]() |
![]() |
Хранение ранее записанной информации |
1 | 0 | 0 | 1 | Сброс триггера |
1 | 1 | 1 | 0 | Установка триггера |
Передний (положительный) фронт сигнала - изменение его с уровня логического нуля на уровень логической единицы (обозначается 0/1).
Задний (отрицательный) фронт сигнала - изменение его с уровня логической единицы на уровень логического нуля (обозначается 1/0).
По переднему фронту синхросигнала состояние входа
определит состояние третьего и четвертого логического элемента И-НЕ, вызывая установку в соответствующее состояние выходов
и
. При сохранении уровня
защелка прозрачна и повторяет изменения информации на
-входе. Например, если
, тогда на вход второго элемента И-НЕ поступает решающий логический 0. На выходе первого элемента И-НЕ будет 0, который переключит выход триггера, построенного на элементах 3 и 4, в состояние
. Таким образом, произошла установка триггера. Информация, поступившая со входа
, теперь записана в триггер. Аналогично, если
, тогда на вход первого элемента И-НЕ поступает решающий логический 0. На входе третьего элемента И-НЕ будет логическая
, на выходе инвертора - тоже
. В сочетании с
на выходе второго элемента получается логический 0, который переключит инверсный выход в состояние
. По обратной связи на третьем элемента оба входа переключаются в 1, поэтому состояние прямого выхода триггера будет в состоянии
. Таким образом, произошел сброс триггера. Информация, поступившая со входа
, опять-таки записана в триггер.
По заднему фронту сигнала защелка фиксирует (защелкивает) последнее переключение до появления переднего фронта синхросигнала
.
D -триггер переключается по сигналу на -входе в состояние, предписанное
-входом к этому моменту времени. На рис. 7.4,в показана временная диаграмма, иллюстрирующая работу D-триггера. В некотором смысле триггер задерживает прохождение поступившего по
-входу сигнала до появления активного (единичного) уровня на синхро-входе С (интервалы времени
и
на рис. 7.4,в). Поэтому название " D- триггер" можно с одной стороны рассматривать как произошедшее от англ. Delay - задержка. Другое назначение D -триггера - сохранить данные (данные по англ. data ), поступившие по
-входу.
Синхросигналы играют роль команды "записать в триггер".
Пример включения триггера в логическую схему представлен на рис. 7.5. Здесь состояние триггеров определяется тем, какая информация поступает с мультиплексора и дешифратора. На входы схемы подаётся последовательность кодов, соответствующая ряду десятичных чисел 0, 2, 3,5, 6, 7, 1 - т.е. сначала подается , затем
} (
,
,
) и т.д. На информационные линии мультиплексора постоянно подаётся код
.
Проанализируем работу этой схемы при подаче первого входного кода . На выходе
мультиплексора будет логическая
, поскольку к нему будет передаваться информация со входа
, т.к. согласно заданию на мультиплексор подается информация
. В это же время на дешифратор подается код
, поэтому активен только его выход "0".
Таким образом, на входы первого триггера поступают сигналы и
, что приводит к переводу его выходов в состояние
и
. Таким образом, выходной сигнал схемы
.
Последний сигнал поступает в виде синхросигнала на второй триггер, поэтому он остается в неизменном состоянии (согласно заданию это нулевое состояние
и
). Таким образом, выходной сигнал схемы
.
Поскольку сигналы дешифратора "5", "6" и "7" пассивны, то есть равны логическому 0, на вход второго элемента И поступает логический , который инициирует подачу синхросигнала
на соответствующий вход третьего триггера. Он переключается в соответствии с
в состояние
и
. Таким образом, выходной сигнал схемы
.
Аналогично проанализировав работу схемы при подаче всех остальных кодов, получим таблицу состояний схемы (табл. 7.4).
Входной код в десятичном выражении | Входные сигналы | Выходные сигналы | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
|
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
2 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
3 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
5 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
6 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Ключевые термины
D-триггер - это синхронный триггер, имеющий два входа - вход данных и вход синхронизации
.
Задний (отрицательный) фронт сигнала - изменение его с уровня логической единицы на уровень логического нуля (обозначается 1/0).
Передний (положительный) фронт сигнала - изменение его с уровня логического нуля на уровень логической единицы (обозначается 0/1).
Последовательностное цифровое устройство -в котором выходные сигналы зависят не только от текущих значений входных сигналов, но и от последовательности значений входных сигналов, поступивших на входы в предшествующие моменты времени.
Сброс триггера - переход триггера в состояние, когда на его прямом выходе состояние логического нуля.
Триггер - это логическая схема с положительной обратной связью, которая может находиться только в одном из двух устойчивых состояний, принимаемых за состояние логического нуля и логической единицы.
Установка триггера - переход триггера в состояние, когда на его прямом выходе состояние логической единицы.
Краткие итоги
В отличие от комбинационных схем, состояние которых полностью определяется информацией, приходящей на входы, схемы триггеров обладают свойством памяти. Их состояние может зависеть от того, что подавалось на его входы в предыдущие моменты времени. Можно выделить три основных режима работы триггера: сброс, установка и хранение ранее записанной информации.
Набор для практики
Вопросы для самопроверки
- Что такое триггер?
- Нарисуйте схему RS -триггера в базисе И.
- Составьте таблицу истинности RS -триггера в базисе И.
- Нарисуйте УГО RS -триггера в базисе И.
- Нарисуйте схему RS -триггера в базисе ИЛИ.
- Составьте таблицу истинности RS -триггера в базисе ИЛИ.
- Нарисуйте УГО RS -триггера в базисе ИЛИ.
- Объясните обозначения выводов RS -триггера.
- Объясните обозначения выводов D -триггера.
- Нарисуйте временную диаграмму работы RS -триггера.
- Нарисуйте временную диаграмму работы D -триггера.