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 |
|
0 |
К |
- |
налов ДО /макс = |
І/З^з ср- |
|
|
|
0 |
|
1 |
1 |
|
А с и н х р о н н ы й PS-т р и г г е р на |
1 |
|
0 |
0 |
|
элементах |
И — НЕ |
(рис. 4.206) |
в силу |
1 |
|
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
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 |
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 |
Для |
начальной |
установки |
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, |
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, |
|
|
|
|
|
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 |
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
■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.
