Триггеры. Схемы простейших триггеров

1.

ЛЕКЦИЯ № 6
Тема: Триггеры
Текст лекции по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры»
1

2.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Схемы простейших триггеров.
2. Универсальные триггеры
ЛИТЕРАТУРА:
Основная
Л.1. А.К.Нарышкин «Цифровые устройств и микропроцессоры»: учеб. пособие
для студ. Высш. Учебн. Заведений/ А. К. Нарышкин, 2 – е изд. - Издательский
центр «Академия», 2008г. с. 150-179
Л.2. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая
электроника», М. Горячая линия- Телеком, 2000г. с. 553-572
Дополнительная литература
Л.5. Е.П. Угрюмов «Цифровая схемотехника», Санкт-Петербург, 2000г. с. 101117
Л6. Ю.А. Браммер. И.Н.Пашук «Импульсные и цифровые устройства», М.Высшая школа, 1999г. с. 227-238
2

3. Контрольные вопросы

Записать таблицу истинности (состояний), нарисовать
условно-графическое обозначение логического элемента,
реализующего логическую функцию.
1 вариант
ИЛИ-НЕ
2 вариант
И
3 вариант
И-НЕ
4 вариант
ИЛИ
3

4. 1. Схемы простейших триггеров

4

5. Основные понятия и определения

Интегральный триггер - триггер, реализованный на основе
интегральных микросхем (ИМС) или логических элементов (ЛЭ)
Классификация:
1. В зависимости от базового ЛЭ:
И-НЕ;
ИЛИ-НЕ
2. По способу записи сигналов
- синхронные(тактируемые). (Сигналы на информационных входах
воздействуют на триггер только при наличии разрешающего
сигнала на тактовом входе);
- асинхронные (нетактируемые) (Асинхронные - изменение
состояния происходит непосредственно с приходом
управляющих сигналов);
5
- универсальные.

6. Классификация триггеров

3. По функциональному признаку
- RS - триггеры;
- D - триггеры;
- JK - триггеры;
- T - триггеры.
4. По способу управления:
- со статическим управлением (триггер воспринимает
информацию в течении всего времени действия управляющего
(информационного)сигнала);
- с динамическим управлением (триггер воспринимает
информацию по перепаду уровня напряжения).
6

7.

Асинхронный RS-триггер на элементах
ИЛИ – НЕ
Т
Q
DD1
S
R
1
Q
R
0
1
Q
0
Q
1
1
S
DD2
Сочетание S=1, R=1 запрещено, так как оба элемента
устанавливаются в нулевое состояние и после снятия входного
сигнала триггер может перейти в нулевое состояние.
7

8.

Асинхронный RS-триггер на элементах
И – НЕ
Т
Q
S
DD1
S
&
Q
R
0
1
Q
0
Q
1
&
R
DD2
Недостатки:
1. Наличие запрещенной комбинации
2. Срабатывание RS - триггера от комбинаций с задержанными
сигналами поступающими на вход
8
3. Неизвестность точного времени срабатывания триггера

9. Синхронный RS-триггер

Т
Q
DD1
S
S
&
Т
C
R
Q
S
Q
Q
C
R
&
Для С=1
R
DD2
Синхронный RS-триггер предназначен для предотвращения
срабатывания RS - триггера от комбинаций с задержанными
сигналами поступающими на вход
9

10. Двухступенчатый синхронный RS-триггер

T1
Т
Q
S
C
R
S
C
Q
R
T2
Q
Т
Т
Q
S
S
C
Q
C
Q
R
R
DD1
1
При C =1 Т1 воспринимает информацию, поступившую по
шинам S и R. Но за счет DD1 у триггера Т2 С= 0 и его состояние
не меняется.
При С=0 Uвых DD1=1 , которая разрешает перезапись в триггер Т2
информации из триггера Т1.
Таким образом, информация в триггере Т1 записывается по
10
фронту синхроимпульса, а в триггере Т2 - по его срезу.

11.

Вывод по 1 вопросу
1. Триггер это цифровое устройство, имеющее два устойчивых
состояния. Таким образом, RS триггеры это триггеры
с
раздельным запуском. Их недостаток наличие запрещённых
комбинаций сигналов подаваемых на входы этих устройств. Этого
недостатка лишены Т-, D-, JK- триггеры
11

12. 2. Универсальные триггеры

12

13. Т-триггеры

Т-триггер -триггер, имеющий один информационный вход и изменяющий свое состояние всякий раз, когда на вход поступает управляющий сигнал.
Т-триггер по другому называют триггером со счетным входом.
TТ
Q
T
TТ
Q
T
Q
Q
Число переключений Т – триггера равно числу поступающих на его
вход импульсов
13

14. Т-триггеры

T1
T2
Q
Т
T
Т
Q
T
S
S
C
Q
C
Q
R
R
DD1
t
Q
1
t
Под действием каждого импульса состояние триггера изменяется,
т.е. Т-триггер должен переключаться каждым импульсом,
поступающим на счетный вход триггера
14

15. Асинхронные Т триггеры

Асинхронные Т триггеры
T1
TТ
Q
Т
T
S
T
Q
Q
DD1
Q
1
R
Работа подобна выше рассмотренной
15

16. D-триггеры

Интегральным D-триггером называется триггер с одним
сигнальным и одним тактовым входом.
Такие триггеры носят другое название - триггер задержки. Название
произошло от английского слова delay (задержка).
Однотактный D- Триггер
Т
Q
D
Q
C
Любой сигнал на D входах создает на RS
входах взаимно инвертированную
комбинацию (S=0, R=1 или R=0, S=1).
16

17.

Однотактный D- Триггер
C
DD2
D
&
Т
Q
S
t
Q
C
D
R
&
1
DD3
Q
RSC-триггер
DD1
t
При подаче на вход С ”1” значение сигнала, поступающего на Dвход через элемент DD2 подается на S вход триггера Т1. В этом
случае S=D.
При подаче на вход С “0” за счет элементов И DD2 и DD3 сигналы
на входах S и R равны нулю.
17

18.

DV- Триггер
Дополнительный вход (valve клапан) позволяет реализовать
универсальный триггер DV типа
Т
Q
D
V
DD2
D
&
Т
Q
Q
S
V
C
Q
C
R
&
1
DD3
RSC-триггер
DD1
При V=1 триггер функционирует, как D-триггер.
При V=0 на входах S и R присутствует логический ноль независимо
18
от того какой сигнал поступает на входы D и С.

19.

Двухступенчатый DV-триггер
D
DD2
DD4
&
&
S
Т
S
Q
Q
Т
V
Q
Q
C
R
R
&
&
1
DD3
RSC-триггер
DD5
DD1
1
Т
Q
D
V
Q
DD6
C
19

20.

JK-триггеры
JK-триггер –это триггер с двумя сигнальными и одним
синхронным входами.
Такие триггеры часто называются универсальными, так как на их
основе можно получить RS- и T-триггеры.
Название выводов у таких триггеров пошло от английских слов jerh
-резкий толчок, kill - убить
TТ
Q
J
C
K
Q
Информационные входы J и K аналогичны
входам S и R тактируемого RSC- триггера.
Принцип действия JK-триггеров аналогичен
RSC триггеру, но JK-триггеры не имеют
запрещающей комбинации. Т.е. во время
действия тактового импульса сигнал
записывается в основной триггер, а в момент
окончания сигнал считывается
вспомогательным RS-триггером.
20

21.

JK-триггеры
DD1
J
T1
T2
&
Q1
Т
S
Т
Q2
S
C
C
Q1
R
Q2
R
&
K
DD2
1
DD3
21

22.

JK-триггеры
При С=1
В отличие от RSC - триггеров J=K=1 не
является запрещающей комбинацией. При
этом JK - триггер работает в счетном
режиме, т.е. переключается спадом каждого
тактирующего импульса.
На базе JК - триггеров можно построить любой из ранее
рассмотренных триггеров.
22

23.

JK-триггеры
Т-триггер.
D-триггер.
TТ
Q
D
TТ
J
J
T
C
Q
Синхронный RS-триггер.
R
TТ
Q
J
C
K
C
Q
K
“1”
C
C
1
K
S
Q
Асинхронный Т-триггер.
“1”
T
Q
TТ
Q
J
C
Q
K
23

24.

Вывод по 2 вопросу
1. Наиболее удобным и универсальным в применении является JKтриггер
24

25.

Заключение
1. Интегральные триггеры отличаются от триггеров на
дискретных
элементах
компактностью
и
меньшим
потреблением энергии. Параметры импульсов интегральных
триггеров лучше (tф tс).
2. Интегральные триггеры используются в цифровой технике как
счетчики, делители частоты, ячейки памяти и т.д.
3. Основные типы цифровых устройств, как то счётчики,
регистры, запоминающие устройства и т.д. в основе своей
структуры имеют триггеры.
4. Наиболее удобным и универсальным в применении является
JK-триггер
25