Информация на выходе триггера меняет свое значение на противоположное при каждом перепаде напряжения на входе. Таблица истинности представлена в табл. 7.3.

Рис. 7.9. Условное обозначение T-триггера

Таблица 7.3

T	Qt+1	Q t+1
0	Qt	Qt+1
1	Q t	Qt

Триггер является асинхронным. Т-триггер подсчитывает входные сигналы по модулю 2 , т.е. частота выходных импульсов в два раза меньше входных. Это свойство используется при построении двоичных счетчиков.

JK – триггер. Это универсальный триггер, специфичный только для ИМС. JK-триггеры могут быть синхронными и асинхронными. Условное обозначение синхронного JK-триггера показано на рис. 7.5, а таблица истинности – в табл. 7.4.

Рис. 7.5. Условное обозначение JK-триггера

При поочередном поступлении импульсов на входы JK- триггер работает подобно RS-триггеру, но при одновременной подаче импульсов на оба входа JK-триггер меняет свое состояние на противоположное.

Таблица 7.4

J	K	Qt+1	Qt+1
0	0	Qt	Qt
1	0	1	0
0	1	0	1
1	1	Qt	Qt

JK - триггер универсален, т.к. путем внешней коммутации может быть преобразован в RS-,D-,T - триггеры.

Контрольные вопросы

1. Составьте таблицы истинности и нарисуйте схемное обозначение трехвходовых логических элементов И, ИЛИ, И – НЕ, ИЛИ – НЕ.

2. Какой параметр логической ИМС характеризует ее нагрузочную способность?

3. Какая из базовых логических ИМС обладает наибольшим быстродействием?

4. В какую из базовых микросхем вводят диоды Шоттки?

5. Какой из триггеров работает только в синхронном варианте?

6. Почему JK – триггер считается универсальным?

Вывод. Изложены основы алгебры логики . Дается классификация логических ИМС по выполняемым функциям и по типу транзисторов, на которых они построены. Приводятся базовые структуры логических ИМС и их основных параметров. Отдельно рассматриваются интегральные триггеры, приводится их сравнительный анализ.

8. Микроэлектронные цифроые узлы и устройста

По характеру связи входных и выходных величин с учетом их изменения во времени цифровые устройства делятся на комбинационные и последовательные.

В комбинированных устройствах значения выходных величин в каждый момент времени определяются значением входных величин, действующих в этот же момент времени. Комбинационные устройства не имеют обратной связи, в них нет элементов памяти.

К цифровым устройствам комбинационного типа относятся шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры и другие цифровые устройства, выполненные на основе логических элементов и не содержащие элементов памяти.

Цифровые устройства с элементами памяти являются последовательными. В них значения выходных величин зависят от значения входных переменных в течение ряда предыдущих тактов. К этим устройствам относятся триггеры, счетчики, регистры, шинные формирователи и др.

8.1 Комбинационные устройства. Дешифратор (декодер)

Дешифратор - это устройство, предназначенное для распознавания различных кодовых комбинаций (слов). Это, как правило, комбинационная схема, обеспечивающая преобразование двоичной кодовой информации, записанной в счетчике, регистре, в управляющие сигналы. Эти управляющие сигналы поступают либо на исполнительные элементы вычислительных машин (например, для преобразования адресов ячеек памяти в сигналы выборки ячеек при записи и считывании информации из них), либо в устройства отображения информации (световые табло, цифровые индикаторы и др.).

Дешифратор имеет несколько входов (по числу выводов счетчика или регистра) и несколько выходов. Количество выходов дешифратора равно числу разрешенных наборов выходных сигналов. В дешифраторе с входами и выходами .

Дешифратор, имеющий выходов, называется полным, а при меньшем числе выходов - неполным.

На входы дешифратора поступает информация в виде различных комбинаций “0” и “1”. Каждой комбинации состояний на выходах дешифратора соответствует определенная комбинация состояний на входах. Если выходы дешифратора обозначать , где - номер выхода, например, в десятичной системе счисления, то каждой комбинации “0” и “1” на входах (двоичное кодовое число) будет соответствовать “1” на том выходе , номер “ ” которого есть десятичное представление этого двоичного числа.

Функционирование дешифраторов описывается системой логических функций, так, например, при трех входах это:

Применяют три основных способа построения дешифраторов: линейный, пирамидальный, ступенчатый.

Линейный дешифратор является наиболее простым и строится непосредственно в соответствии с системой логических функций без дополнительных преобразований функции выходов. Время задержки распространения сигнала в линейном дешифраторе равно времени задержки распространения сигнала в цепи последовательно включенных элементов “И” (“И-НЕ”) и инвертора.

Пирамидальный дешифратор строится на основе последовательной (каскадной) реализации входных функций. Сначала реализуется конъюнкция (“И”) двух переменных, например, . На втором этапе реализуются конъюнкции трех переменных путем логического умножения каждой полученной конъюнкции двух переменных на переменную и т.д. В результате на каждом последующем этапе получают вдвое больше конъюнкций (“И”), чем на предыдущем этапе. Количество последовательно включенных элементов равно , где - число входов, поэтому быстродействие низкое.

Ступенчатый дешифратор строится на основе двух дешифраторов на “ ” и “ ” входов и двухвходовых конъюнкторов. При большом числе входов ступенчатые дешифраторы имеют существенно меньшие аппаратурные затраты, чем линейные и пирамидальные, и большее быстродействие.

Дешифраторы выпускают в виде отдельных ИМС. Наиболее часто применяется дешифратор, реализованный на ИМС К155ИД1, и преобразующий двоичный код в десятичное число. Дешифраторы широко применяют в вычислительной и информационно-измерительной технике. Одно из направлений - управление индикаторами, отображающими знаковую информацию.

Примером такого применения может быть схема счета и отображения числа импульсов, приведенная на рис.8.1. Она содержит двоичный счетчик , который представляет число поступивших на его вход импульсов в двоичном коде, - дешифратор, управляющий транзисторными ключами на VT1-VT7 и семисегментный светодиодный индикатор VD1-VD7.

Рис. 8.1 Схема счета и отображения числа импульсов.