Леция 11

1.

Лекция 11
Цифровые устройства предназначены для обработки,
передачи и хранения информации представленной
цифровыми кодами, как правило двоичным
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Комбинационные
• Логические
элементы
• Дешифраторы
• Шифраторы
• Мультиплексоры
• Сумматоры
• Компараторы
• ПЗУ
Последовательност
ные
Триггеры
Регистры
Счетчики
ОЗУ
Микропроцессоры
Микроконтроллер
ы
1

2.

Триггеры
Лекция 11
(trigger – защёлка)
Триггером называется цифровое устройство, имеющее два
устойчивых состояния и сохраняющее любое из них сколь угодно долго
после снятия внешнего воздействия, вызвавшего переход триггера из
одного состояния в другое. Такие триггеры называют бистабильными.
Поэтому говорят, что триггер обладает памятью и способен
хранить один бит двоичной информации.
Однако это не единственная их область применения. Триггеры
широко используются для построения цифровых устройств с памятью,
таких как счетчики, регистры, преобразователи последовательного кода в
параллельный, ОЗУ статического типа и т.п.,
Простейшая схема триггера, позволяющая
запоминать двоичную информацию, может
быть построена на двух логических
инверторах, охваченных положительной
обратной связью. Но в такую схему нельзя
записать информацию, нужны
дополнительные информационные входы.

3.

Лекция 11
Классификация триггеров
1. По способу записи информации триггеры могут быть
асинхронными и синхронными.
Триггер называют асинхронным, если сам сигнал,
несущий информацию, вызывает его переключение.
В синхронных (тактируемых) триггерах информация
записывается при одновременном воздействии информационного
сигнала и синхронизирующего (разрешающего) импульса.
Дополнительный вход С (clock)
Синхронизация может осуществляться импульсом (потенциалом) или
перепадом потенциала (фронтом или срезом импульса). В первом случае
(статическое управление) сигналы на информационных входах оказывают
влияние на состояние триггера в течение всего времени наличия
синхроимпульса. Во втором случае (динамическое управление) воздействие
информационных сигналов проявляется только в моменты изменения
потенциала на входе синхронизации, т. е. при переходе его от 0 к 1 (фронт) или
от 1 к 0 (срез).

4.

Лекция 11
Классификация триггеров
2. По функциональному признаку различают:
RS-триггеры, D- триггеры, Т-триггеры и JK-триггеры.
3. По количеству информационных входов различают:
Одновходовые: D- триггеры, Т-триггеры.
Двухвходовые: RS-триггеры, JK-триггеры.

5.

Лекция 11
Асинхронный RS-триггер
RS-триггер получил название по названию своих входов. Вход S (Set —
установить англ.) позволяет устанавливать выход Q в единичное состояние.
(Устанавливать означает записывать логическую единицу). Вход R (Reset —
сбросить англ.) позволяет сбрасывать выход Q (Quit — выход англ.) в нулевое
состояние.
Пояснения
R
S
Q(t)
Q(t+1)
S
Триггер с инверсным
управлением
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
*
0
0
1
*
Режим
хранения
информации
(триггером)
R=S=0
Режим
установки
триггера в
единичное
состояние S=1
Режим записи
нуля в триггер
R=1
R=S=0
запрещенная
комбинация

6.

Лекция 11
Асинхронный RS-триггер
Триггер с прямым
управлением
R
S
Q(t)
Q(t+1)
Пояснения
0
0
0
0
0
0
1
1
Режим
хранения
информации
(триггером)
R=S=0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
*
1
1
1
*
Режим
установки
триггера в
единичное
состояние S=1
Режим записи
нуля в триггер
R=1
R=S=1
запрещенная
комбинация

7.

Лекция 11
Асинхронный RS-триггер
Триггер с прямым
управлением
Триггер с инверсным
управлением
S
R
Q
t
Временные диаграммы триггера с прямым управлением

8.

Синхронный RS-триггер
Лекция 11
Большинство цифровых схем требуют
сигнала синхронизации (тактового сигнала).
Все переходные процессы в
комбинационной логической схеме должны
закончиться за время периода
синхросигнала, подаваемого на
информационные входы триггеров
Два дополнительных логических элемента
2И-НЕ пропускают входные информационные
сигналы только при наличии
синхронизирующего сигнала.
Статический синхронный RS-триггер

9.

Лекция 11
Синхронный RS-триггер
C
R
S
Q
Временные диаграммы триггера синхронного статического RSтриггера
Статический
Динамический
по фронту
Динамический
по срезу
t

10.

Синхронный статический D-триггер
Лекция 11
Название происходит от английского слова delay — задержка.
Конкретное значение задержки определяется частотой следования импульсов
синхронизации.
С
D Q(t) Q(t+1)
0
x
0
0
0
x
1
1
1
0
x
0
1
1
x
1
Пояснения
Режим хранения
информации
Режим записи
информации

11.

Синхронный статический D-триггер
Лекция 11
Ещё одно название таких триггеров, пришедшее из иностранной
литературы — триггеры-защёлки

12.

Синхронный динамический D-триггер
Триггер, запоминающий входную информацию по фронту, может быть
построен из двух триггеров, работающих по потенциалу.
Сигнал синхронизации подается
на эти триггеры в противофазе.
Двухступенчатый триггер.
Лекция 11

13.

Синхронный динамический D-триггер
Лекция 11
Так как на вход синхронизации второго триггера тактовый сигнал поступает через
инвертор, то когда первый триггер находится в режиме хранения, второй триггер
пропускает сигнал на выход схемы. И наоборот, когда первый триггер пропускает сигнал
с входа схемы на свой выход, второй триггер находится в режиме хранения.

14.

T-триггер
Лекция 11
T-триггер — это счетный триггер. У данного триггера имеется только один
вход. Принцип работы T-триггера заключается в следующем. После
поступления на вход T импульса, состояние триггера меняется на прямо
противоположное. Счётным он называется потому, что T триггер как бы
подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход.

15.

JK-триггер
Лекция 11
Таблица истинности jk триггера практически совпадает с таблицей истинности
синхронного RS-триггера. Для того чтобы исключить запрещённое состояние, его
схема изменена таким образом, что при подаче двух единиц jk триггер
превращается в счётный триггер. Это означает, что при подаче на тактовый вход C
импульсов он изменяет своё состояние на противоположное.
j – jump, k - kill

16.

Лекция 11
JK-триггер
Таблица истинности jk триггера.
С
K
J
Q(t)
Q(t+1)
Пояснения
0
x
x
0
0
Режим хранения информации
0
x
x
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
Режим хранения информации
Режим установки единицы J=1
Режим записи нуля K=1
K=J=1 счетный режим триггера

17.

Примеры микросхем триггеров
К176ТМ2
К176ТВ2
К555ТР2
Лекция 11