Документ: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник, страницы 266-270

сигнал на входе Р становится равным 1, а на входе S сигнал попрежнему остается равным нулю (/?2= 1 , S2 = 0). В момент t2 начинается переключение триггера; в момент t2 + /3 Ср сигнал на выходе Q принимает значение 0, но при этом еще нельзя считать, что триггер переключен в новое состояние, так как на выходе Р сигнал еще равен 0. С выхода Q сигнал 0 поступает на вход эле мента 1 и так как на его входе S также действует сигнал 0, на выходе Р в момент t2 + 2t3Cp создается сигнал 1 (Р2 = 1); именно в этот момент можно считать, что триггер перешел в новое состоя ние. Аналогично можно рассмотреть примеры переключения триг гера при других входных сигналах. Из рассмотрения процессов пе реключения триггера видно, что сигналы на выходе устанавли ваются с задержкой на' время t3Cр и 2/зср относительно момента подачи сигналов на вход.

Поэтому для надежного срабатывания PS-триггера входной сиг нал должен иметь длительность не менее /п вх шш = 2/3 Ср. Разре

шающее

время

триггера также

определяется

величиной

tMlm =

= 2/3 Ср И /макс =

1/2^з ср.

Следует, однако, иметь в виду, что при изменении входных

СИГНЗЛОВ С ЧАСТОТОЙ /макс длительность выходных

сигналов

будет

лишь t3 ср, что недостаточно для управ

ления аналогичным триггером. Для по

Т а б л и ц а

4.3-

лучения выходного сигнала с длительно

стью 2 t3

ср следует

увеличить

разрешаю

s n

Rn

Qn

щее время

до

^міш = 3/зср

и, следова

тельно, уменьшить максимально допу-.

стимучо

частоту

изменения входных сиг

0

К

-

налов ДО /макс =

І/З^з ср-

0

1

А с и н х р о н н ы й PS-т р и г г е р на

1

0

элементах

И — НЕ

(рис. 4.206)

в силу

1

Qn~ l

двойственности

логических

операций

И — НЕ

и ИЛИ — НЕ реализует

те

же

что

и

рассмотренный

правила

работы

(таблица переходов

4.3),

выше триггер. Однако, как видно из табл. 4.3, переключение триг


гера	в	состояние	Qn = 1 происходит		при S n — 0		и в состояние
Qn =	0	при Рп =	0 (отрицательная		логика); при		S n = Рп = 1
триггер		сохраняет	свое состояние (Qn =			Q"-1); комбинация вход
ных сигналов Sn — 0, Рп = 0 является недопустимой.
В силу		сказанного триггер на		элементах		И —_НЕ иногда называ
ют /^S-триггером с инверсными				входами		(R, 5 ) — он управляется

сигналами, уровень которых кодируется логическим 0. Функциональная схема асинхронного /^S-триггера на элементах

И — ИЛИ — НЕ приведена на рис. 4.20б.

Рассмотрим теперь синхронные /^S-триггеры; условное изобра жение этих триггеров приведено на рис. 4.21а; здесь буквой С обо значен вход тактовых (синхронизирующих) импульсов. Порядок переключения синхронного ffS-трнггера определяется характери

стическим уравнением Qn = CnSn V CnPnQn~1. В качестве примера

281

на рис. 4.216 приведена функциональная схема ^5-триггера на элементах И — НЕ; правила его работы представлены в таблице переходов 4.4, а также при помощи кодов на схеме. Триггер пере ключается в соответствии со значениями сигналов 5 и R только в случае С = 1; значения входных синалов 5 = R = С = 1 — недопу

стимые: только при SRC = 0 выходы парафазны (Р = Q). а)

Из рассмотрения процесса переключения видно, что задержка установления выходных сигналов относительно момента подачи


тактового импульса не больше 3t3 ср-							входного			импульса
Поэтому		минимальная		длительность			входного			импульса
tu вх мин = З^з ср и			разрешающее время			tMпи =		3U ср. Естественно,
				что совершенно			аналогичную				структу
		Т а б л и ц а 4.4		ру имеет функциональная схема триг
				гера на элементах ИЛИ — НЕ; управ
с п	S'1	Rn	Qn	ляемая, очевидно, по инверсным вхо
				дам (R, S, С), т. е. уровнями,							соответ
			Qn~ l	ствующими логическому 0.							тригге
0	0	0	Qn~ l	Для	начальной			установки			тригге
0	0	1	Qn~ 1	ров в определенное исходное состоя
0	1	0	Qn—1	ние могут быть использованы специ
0	1	1	Q^- 1	альные	дополнительные входы # доп,
1	0	0	Qn_1	*5доп-	например,			в	схеме	4.216 та
1	0	1	0	Так,	например,			в	схеме	4.216 та
1	1	0	1	кими входами могут быть дополни
1	1	1 .	К	тельные третьи входы 5ДОц на элемен
				те 1 и Рдоп на элементе 2, причем,
				управление		по	этим		входам		осуще

ствляется уровнями, соответствующими логическому 0. Аналогич ные установочные входы могут быть введены в триггеры на эле ментах ИЛИ — НЕ и И — ИЛИ — НЕ (рис. 4.21в).

4.8.3. Г-ТРИГГЕРЫ
Г-триггер — триггер с общим (счетным) входом Т\ его	услов
ное изображение приведено на рис. 4.22. А с и н х р о н н ы й	Г-три-

гер переключается каждый		раз, когда на вход Т поступает управ
ляющий сигнал: при	Тп =	0 Qn =	Qn~\ а при	Тп = 1	Qn = Qn~l.
Характеристическое	уравнение		Т — триггера:	Qn =	Qn-ifn у
V Qn~lTn,

282

На практике применяется ряд‘функциональных схем Г-тригге- ров. Рассмотрим Г-триггер (рис. 4.23а), в структуре которого исполь зуются три асинхронных ^5-триггера (иа элементах И — НЕ): основной Я5-триггер на элементах 1, 2 и два коммутирующих RS- триггера, построенные соответственно на элементах 3, 4 и 5, 6.

Наряду со счетным входом Т в схему введены установочные входы R, 5. Управление по этим входам производится уровнями,,


соответствующими				логиче-	а)		б)
скому 0;	при	этом значения
5 = R =	0 недопустимы.				<1—	!	г	Г 7 ■>
Порядок		переключения
этого Г-триггера			определен		<		1 —	±
							0
в табл. 4.5, а		также		кодами		п
входных	и выходных			сигна
лов, записанными			непосред			Рис.	4.22

ственно на схеме.

Рассмотрим процесс переключения триггера при подаче сиг нала 1 на общий вход Т. Пусть сначала триггер находится в поло жении 0, и значения сигналов на входах и выходах всех элемен

тов	И — НЕ	соответствуют первым			(старшим)	разрядам	кодов,.
						Т а б л и ц а 4.5-
f f l	s n		Q n	f t l	s n	Rn	Qn
0	0	0	К	1	0	0	К
0	0	1	1	1	0	1	1
0	1	0	0	1	1	0	0
0	1	1	Qn—1	1	1	1	Q*-1

записанных	на рис.	4.23а,	т. е.	Г1= 0,	= 1, S1= 1, Q} = 0,.
рі = 1, Л1=	0, В 1=	1, Е 1 =	1, Д 1	= 1. В момент t2 сигнал на вхо
де Т принимает значение 1, а на входах R и 5 сигналы сохраняют
прежние значения, т. е. Т2 =			1, R2	= 1, 5 2 =	1. На входах элемен

тов 4 и 5 изменились значения входных сигналов. При этом, од

нако, на выходе В	элемента	4 значение		сигнала	не изменяется
(т. е. В2= 1), так как один		из	входов этого элемента соединен с
выходом А элемента	3 и А 1 =		0; на выходе Е элемента 5 сигнал
в момент t2 + із ср	принимает		значение	0 (т. е. £ 2 = 0), так как
на всех четырех входах этого			элемента	сигналы	имеют значе
ние 1.	ср под действием выходного сигнала элемента
В момент t2 + 2t3
5 изменится сигнал на выходе Q элемента 2 — он примет значение
1 (т. е. Q2 = 1). Теперь на всех входах элемента 1					действуют сиг
налы, имеющие значение 1; поэтому в момент г^ +					З^ср сигнал на
выходе Р принимает значение			0 (т. е. Р2 — 0). Далее, в момент

283

U + 4/з ср изменяется сигнал на выходе А (т. е. А2 — 1) и на этом переключение триггера завершается; значение сигналов теперь на

выходах

В элемента

4

и Д

эле-

С.І

мента

б

не

изменяются,

так

как

R

£ 2 =

0.

рассмотрения

процессов

Из

переключения Т-триггера следу

ет, что входные импульсы долж

ны иметь длительность не мень

шую

2

t3

ср,

а

разрешающее

вре

мя,

определяемое

максимальной

задержкой,

равно

^шп =

4^ЗСр.

При переключении Г-триггера

изменяются

сигналы

на

выходах

А и Д: сигнал 1 формируется на

выходе А при переключении триг

WHO

гера

из

состояния

Q =

0

в

со

стояние Q = 1, а на выходе Д —

при

переходе

из состояния

Q =1

в состояние

Q — 0;

эти

сигналы

на выходах А и Д могут быть

использованы

в качестве

сигна

лов «заема» и «переноса» при

построении

суммирующих

п

ре

версивных

многоразрядных счет

чиков (см. гл. 10).

схе

Другая

функциональная

ма 6-ти элементного Г-триггера

представлена на рис. 4.236; она

отличается

от рассмотренной

вы

ше методом

осуществления

свя

зей

коммутирующих

триггеров

между собой и с основным

(вы

ходным)

триггером. Порядок

пе

реключения триггера представлен

кодами,

записанными

на

схеме.

Пусть, например,

триггер

на

ходится в состоянии

Q — 1, Р' =

= 0, и значения сигналов на вы

ходах

элементов

И — НЕ

соот

ветствуют

первым

слева

разря

Рис. 4.23

дам

кодов,

т. е. Тх=

0; А 1 = 0,

В 1=

1, Е1=

1, F1

=

1. В момент

t2 на

вход

Т

поступает

сигнал 1,

т. е. Т2 = 1. В результате сигнал на выходе Е принимает значение О (£2 = 0), приводящее в свою очередь к изменению сигнала па выходе Р (Р2 = I2). Теперь на оба входа элемента 1 действуют

284

■сигналы 1 и на его выходе образуется сигнал О' (Q2 = О3). По окон чании входного сигнала (при f = 0) сигналы на выходах Q, Р триггера не изменяются, а на выходах коммутирующих триггеров

устанавливаются сигналы А				=	1, В =	1, Е = 1, F = 0.		получаем:
При		поступлении	нового	входного		импульса	Г4 == 1
В 4 =	0,	FA— 1, А 4 =	1, Е4 — 1, Q4 =			1, Р* = 0,	а по	его	оконча
нии	(при Т = 0) на		выходах		устанавливаются		сигналы,		соответ

ствующие исходному состоянию.

Заметим, что рассмотренные схемы Е-триггеров работают по уровню сигналов Т=1. Если в качестве входных сигналов выбрать

импульсы (перепады), кодируемые Т — 0,	то упомянутые	схемы
будут работать с «внутренней задержкой»:	триггеры будут	пере

ключаться после окончания входного импульса; часто, для отличия триггеров с внутренней задержкой вводится индекс t в их обозначе

ния; например, Tt — триггер или /?5г триггер.								РІЛИ — НЕ,		то их
Если триггеры реализуются на элементах
переключение происходит по уровню сигналов								Т = 0, или с «внут
ренней задержкой» при Т =			1.
Рассмотрим вариант схемы синхронного Г-триггеря. построен
ной	на двух	/^S-триггерах	(рис.	4.23s) в соответствии					с так назы
ваемым способом «О — В »1). Основной						триггер «О»			(RS — 2 на
рис. 4.23s) принимает входную информацию							(Т) при действии син
хронизирующего импульса			(С =	1),	а после			его окончания (при
С =	0) информация переписывается				во	вспомогательный				триггер
«В»	(P S — 1	на рис. 4.23в).				в	состоянии		1 и	Q — 1,
_ Пусть, например, триггер находится
Q = 0, Н0 =		1, #і = 1. Пусть, далее, в некоторый момент времени
t\ поступает		синхронизирующий		сигнал		С =	1 и сигнал на входе

Т принимает значение, равное 1; при этом триггер RS-2 переклю

чается в положение 1 (т. е. Но =1	и Я і = 0), так как на его входе
R = 0, S = 1, но триггер /?5-1 сохраняет состояние,			в котором он
находился до момента t\.			прекратится,
Когда же действие синхронизирующего сигнала
т. е. при С = 0 на входе R триггера ^5-1 сигнал		принимает значе
ние 1, а на входе 5 — значение 0,	в результате	чего триггер R S -1

переключается последовательно, Т — триггер переходит в новое со стояние: Q = 0, Q = 1.

Теперь, если вновь на вход Т подать сигнал Т = 1, то при С = 1 состояние триггера RS-2 изменится, а затем, когда синхрони зирующий сигнал станет равным нулю, произойдет новое переклю чение Г-триггера.

Рассмотренный синхронный Г-триггер работает в однотактном режиме; для его реализации понадобился дополнительный инвер тор — элемент 3.

*) «О-В» — сокращенно от слов «основной — вспомогательный». Этот способ в литературе обозначается также символами «М-S», сокращенно от английских слов Master и Slave.

285

Материал: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник

Смотрите также: