Лекция 7. Счетный триггер и jk-триггер

Схемы, временные диаграммы, характеристики

7.1. Счетный триггер (от английского слова topple – кувыркаться)

Счетным триггером называется триггер, имеющий один информационный вход Т, при подаче сигнала на который триггер меняет свое состояние на противоположное. Счетный триггер находит широкое применение в микропроцессорной технике (например счетчик команд в микропроцессоре).

Асинхронный т-триггер

На практике в основном используются двухступенчатые триггеры, построенные по схеме основной – вспомогательный (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Асинхронный двухступенчатый Т-триггер: а – схема, б – условное обозначение, в – временные диаграммы

Первый триггер называется основным, второй – вспомогательным. Выходы вспомогательного триггера являются выходами всего Т-триггера. Проанализируем работу триггера по временной диаграмме. При t<.t₁ (Т = 0) в триггере выполняются два условия:

1) разрешена перезапись информации из основного триггерa вo вспомогательный, так как сигнал на тактовом входе вспомогательного триггера (С_в) равен единице: С_в=Т=l, при этом на входах R_в и S_в действуют сигналы с выходов основного триггера Р и Р;

2) запрещена запись информации в основной триггер, т.к. T = С_о = 0.

В следующий момент времени (t>t₁) на входе Т действует сигнал «1», и выполняются два других условия:

1) осуществляется запись новой информации в основной триггер, поскольку С_о=Т=1. В основной триггер при Т=1 запишется информация, инверсная по отношению к выходному сигналу. Через время, равное времени задержки переключения основного триггера, новый сигнал появится на его выходах;

2) перезапись информации из основного триггера во вспомогательный запрещена, так как С_в=Т=0.

Таким образом, переключение триггера происходит в два этапа – сначала (при Т = 1) происходит запись в основной триггер, а затем (при Т = 0) новая информация переписывается во вспомогательный триггер и появляется на выходе устройства. Сигналом, вызывающим переключение триггера, является составной сигнал (высокое напряжение на первом этапе и низкое на втором), т.е. это триггер с динамическим способом управления по отрица­тельному перепаду.

Определим параметры быстродействия триггера. Под задержкой переключения данного двухступенчатого триггера понимается интервал времени между моментом подачи отрицательного перепада на вход и моментом появления сигнала на выходе. Для двухступенчатого триггера задержка переключения вызвана длительностью перезаписи информации из основного триггера во вспомогательный:

Разрешающее время определится из выражения:

.

Из временных диаграмм видно, что Т-триггер умножает период Т_вх или делит частоту F_вх следования входных сигналов на два:

При С=Т=1 происходит запись инвертированного сигнала с выхода Q в основной триггер (один из сигналов R_о или S_o становится равным нулю) и запрещается перезапись информации из основного во вспомогательный триггер, так как сигнал «0» с выхода R_о или S_o,, поступая на элементы DD5 и DD6, вызывает их переключение в состояние «I» независимо от сигнала Р. Сигналы R_в = S_в = 1 не изменяют состояния триггера с инвертированными входами (он реализует режим хранения информации).

Из временных диаграмм рис 7.2в можно определить параметры быстродействия триггера

Как видно из схемы рис 7.2а, данный триггер является универсальным, т. е. при С=1 триггер превращается в асинхронный двухступенчатый Т-триггер. На рис. 7.2б отображена работа триггера в синхронном и асинхронном режимах.

Рис. 7.2. Синхронный двухступенчатый Т-триггер: а – схема; б – условное обозначение; в – временные диаграммы сигналов триггера, работающего в синхронном (t<t₄) и асинхронном (t>t₄) режимах

Отметим, что при работе в синхронном режиме сигналом на информационном входе триггер управляется статически, т.е. наличие высокого напряжения на входе Т воспринимается триггером как единица в течение всего времени его действия, а по входу С разрешающим сигналом будет составной сигнал с отрицательным перепадом, т. е. управление по тактовому входу динамическое. При работе в асинхронном режиме (С=1) триггер воспринимает сигнал на информационном входе не в течение всего времени, а только при совершении им перехода 10.

7.2. JK-триггер (jark – внезапное включение и kill – внезапное отключение)

Триггером JK типа называется триггер с двумя информа­ционными входами J и К., который при J = K =1 осуществляет инверсию предыдущего состояния, а в остальных вариантах функционирует как RS-триггер, причем входу J соответствует вход S, входу К – вход R.