33. Синхронизованный по уровню т-триггер на и-не лог. Элементах. По ms схеме.

2.8. Т-триггер, тактируемый фронтом

Т-триггером называют триггер с одним информационным (счетным) входом, обозначаемым меткой «Т». Т-триггер переключается каждым импульсом, поступающим на Т-вход, (счетным импульсом) в противоположное предыдущему состояние. При отсутствии счетного импульса (Т = 0) триггер сохраняет свое состояние (режим хранения). Порядок функционирования определяется характеристическим уравнением

или таблицей состояний (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Т n	Q n	Q n+1
1	0	1
1	1	0
0	0	0
0	1	1

Структурная схема Т-триггера и его УГО приведены на рис. 2.12,а, временные диаграммы – на рис. 2.12,б. Т-триггер можно получить из RS-триггера, тактируемого фронтом (см. рис. 2.9), соединив выходы триггераQ и с входамиR, S перекрестно: R = Q, S = .

В исходном состоянии (Т = 0, Q = 0) вентиль В1 сигналом = 1 подготовлен к прохождению импульсаТ, так как на одном из его входов высокий потенциал. При поступлении счетного импульса Т (Т = 1, второй интервал) открывается вентиль В1, на его выходе появляется логический нуль и далее все происходит точно так же, как в схеме триггера на рис.

2.9,а: переключение триггера М и блокирование (разрыв) связи между М и S (закрывание вентилей В5, В6). После исчезновения импульса T при отрицательном фронте (Т = 0, третий интервал) запрещающий сигнал (логический 0) с вентилей В5, В6 снимается, триггер S переключается в состояние Q = 1. Сигналом Q = 1 вентиль В2 подготовлен к прохождению следующего импульса Т и к переключению триггера. Таким образом, изменение состояния выходов при переключении обеспечивает по цепям обратной связи поочередное открывание вентилей таким образом, что каждый импульс Т производит переключение триггера. Длительность входного импульса Т для переключения триггера М должна быть не менее 3, но после исчезновения импульса (после отрицательного фронта) процесс переключения продолжается еще в течение 3(переключение триггера S).

Максимальная частота переключения f_max определяется полным временем переключения:

.

Описанный Т-триггер является асинхронным. Синхронный Т_t-триггер реализуется обычно на базе универсального JK_t-триггера.

Асинхронный Т-триггер можно получить из D-триггера (см. рис. 2.11), соединив инверсный выход D-триггера с входомD.

В микросхемах выпускаются также асинхронные Т-триггеры, выполненные по системе трех триггеров, имеющие , т.е. на 20 % больше, чем рассмотренные ранее триггеры [3].

34. Универсальный jk триггер

2.9. Синхронный jk-триггер, тактируемый фронтом

2.9.1. Схема и ее работа

Так называют триггер с двумя информационными входами (J, K), который устанавливается в единичное состояние (Q = 1) при поступлении логической единицы на вход J (J = 1, K = 0) и сбрасывается (устанавливается) в нуль (Q = 0) при поступлении логической единицы на вход K (K = = 1, J = 0). При поступлении логической единицы на оба входа (J = 1, K = = 1) триггер переключается в состояние . JK-триггер выполняется синхронным, тактируемым фронтом. Правила переключения JK-триггера отражены в полной (табл. 2.6) и сокращенной (табл. 2.7) таблицах состояний, а также в характеристическом уравнении

.

Схема JK-триггера отличается от схемы T_t-триггера (см. рис. 2.12) только тем, что входные вентили B1, B2 трехвходовые. Третьи входы этих вентилей являются внешними входами J, К. Вход С синхронизирующий. Для открывания входного вентиля В1 (или B2) необходимо наличие единиц на всех трех входах. Поэтому одновременное открывание входных вентилей В1, B2 исключено при любой комбинации входных сигналов J, К, С (в том числе и комбинации J = K = C = 1), так как по цепи обратной связи на один из входов всегда подается логический нуль с выхода Q либо . На входах и выходах логических элементов схемы поставлены цифровые коды потенциалов для трех интервалов процесса переключения триггера в состояниеQ = 1. За исходное состояние (интервал 1) принято Q = 0, C = 0, J = K = 0 (J, K могут иметь любые значения на этом интервале). В соответствии с табл. 2.6 для переключения в состояние Q = 1 на вход J подается единица. При поступлении синхросигнала (С = 1, интервал 2) открывается вентиль В1, так как на всех трех его входах имеются высокие потенциалы (1). На выходе вентиля В1 появляется логический нуль (0), который блокирует связь с триггером S (закрывает В5, В6) и переключает триггер М в состояние = 1 (= 0). Вентиль B2 при этом закрыт, так как на третьем его входе имеется логический нуль (с выходаQ = 0). Переключение триггера М происходит в течение 3. После снятия импульсаС (С = 0, интервал 3) вентиль В1 закрывается, на его выходе появляется сигнал 1, чем снимается блокировка вентилей В5, В6, и сигнал 1 с выхода открывает вентиль В5, на входеS' вентиля В7 появ­ляется сигнал 0 и переключает триггер S в состояние Q = 1. Время переключения триггера S тоже происходит в течение 3. Полное время переключения составляет 6, следовательно,

.

После этого к переключению подготовлен вентиль В2 сигналом Q = = 1. И теперь переключение (в нулевое состояние) произойдет при K = 1, J = 0, что отражено на временной диаграмме на (n+1)-м такте синхросигнала (интервалы 4 – 5). Если при Q = 1 снова придет сигнал на вход S (S = = 1, K = 0), то в схеме ничего не произойдет, т.к. вентиль В1 закрыт сигналом = 0. Сохранится прежнее состояние (Q = 1, = 0).­

При поступлении сигналов S = 1, K = 1 (при С = 1) открывается тот входной вентиль, на вход которого по линии обратной связи подается высокий потенциал (LOG 1). В (n + 2)-м такте (временные интервалы 6,7) это вентиль В1 (= 1). Далее происходит переключение в состояниеQ = 1 точно так же, как было описано ранее. В таблице состояний целый такт (t_и + t_п) соответствует одной строке, которая отражает конечный результат (в конце такта). Запись в строке С = 1 означает, что в данном такте на вход поступал синхросигнал (такты n, n + 1, n + 2). Фактически синхросигнал (С = 1) существует только в течение t_и. В такте обязательно должна быть пауза t_п, в течение которой С = 0. Назовем этот нуль внутритактовым. Для этого нуля строки в таблице нет. Но синхросигнал на триггер в некоторые такты может не поступать, например в (n + 3)-й такт. Назовем этот нуль внешним. При этом нуле в схеме ничего не происходит, триггер находится в режиме хранения () при любой комбинации сигналовJ, K (и ). Внешний нуль в таблице отражается строкой. Таблица состояний одинакова для триггеров, тактируемых фронтом и тактируемых уровнем. Разделение такта наt_и, t_п и внутритактовые процессы можно выявить на временной диаграмме или по таблице состояний (табл. 2.8), в которой строка каждого такта разделена на две подстроки – t_и (С = 1) и t_п (С = 0). В пустых клетках этой таблицы может быть любое значение сигнала (0 или 1).