Синхронные триггеры
Синхронный одноступенчатый RS-триггер отличается от асинхронного наличием С-входа для синхронизирующих (тактовых) импульсов. Синхронный триггер состоит из асинхронного RS-триггера и двух логических элементов на его входе. Рассмотрим работу триггера, построенного на элементах И–НЕ (рис. 3.3, a).
При С = 0 входные логические элементы 1 и 2 блокированы: их состояния не зависят от сигналов на S- и R-входах и соответствуют логической 1, т. е. q1 = q2 = 1. Для асинхронного RS-триггера на элементах И–НЕ такая комбинация входных сигналов является нейтральной, поэтому триггер находится в режиме хранения записанной информации.
При С = 1 входные логические элементы открыты для восприятия информационных сигналов и передачи их на входы асинхронного RS-триггера. Таким образом, синхронный триггер при наличии разрешающего сигнала на S-входе работает по правилам для асинхронного триггера.
Временные процессы в триггере при его переключении из нулевого состояния в единичное иллюстрируются диаграммами на рис. 3.5, в, на которых обозначено: t1, t2, t3, t4 – задержки переключения соответствующих логических элементов; t' с, t" с – длительности тактовых импульсов и пауз между ними.
Из диаграмм следует, что минимальный период повторения тактовых импульсов равен 4tзд.р,ср, а наибольшая частота F = 1/4tзд.р,ср.
Синхронные RS-триггеры строятся и на логических элементах ИЛИ–НЕ (рис. 3.3), И–ИЛИ–НЕ и их сочетаниях.
Синхронный двухступенчатый RS-триггер состоит из двух синхронных одноступенчатых RS-триггеров (рис. 3.4), управляемых разными фазами тактового сигнала.
Рис. 3.5. Синхронный RS-триггер: а – на логических элементах И–НЕ; б – условное обозначение; в – временные диаграммы;
г – RS-триггер на логических элементах ИЛИ-НЕ; д – условное обозначение RS-триггера
При С = 1 производится запись информации в триггер первой ступени. В это время триггер второй ступени заблокирован нулевым уровнем сигнала и на его С-входе благодаря наличию инвертора, через который тактовый сигнал поступает на вход второй ступени.
При С = 0 первая ступень блокируется, а вторая открывается.
Информация переписывается из первой ступени во вторую и появляется на выходе триггера. Двухступенчатая структура триггера на его условном обозначении отображается двумя буквами Т.
Минимальный период и максимальная частота повторения тактовых импульсов равны:Тс = 7tзд.р.ср; F = 1/Тс.
Другой вариант построения двухступенчатых триггеров с запрещающими связями между основной и вспомогательной ступенями приведен на рис. 3.6,б.
В триггере с запрещающими связями во время действия тактового импульса С = 1 информация записывается в основную ступень. Одновременно с выводом первых логических элементов на вход вспомогательной ступени запрещающие сигналы, блокирующие перезапись информации из основной ступени во вспомогательную.
При С = 0 эта блокировка снимается и информация появляется на выходе второй ступени.
Рис. 3.6. Двухступенчатый RS-триггер: а – с дополнительным инвертором; б – с запрещающими связями