Functional units of the sequential type. Triggers. Principles of operation and types of triggers. Basic schemes for switching on triggers.

1. Учебный курс
Цифровая схемотехника
Лекция 4
Функциональные узлы
последовательностного типа

2. 1. Принципы работы триггеров и их
классификация.
2. RS-триггер.
3. JK-триггер.
4. D-триггер.
5. Применение триггеров.
План лекции:

3. 16:11 3
Принципы работы и разновидности триггеров
В основе любого триггера (англ. — "тrigger" или "flip-flop")
лежит схема из двух логических элементов, которые
охвачены положительными обратными связями (то есть
сигналы с выходов подаются на входы). В результате
подобного включения схема может находиться в одном из
двух устойчивых состояний, причем находиться сколь угодно
долго, пока на нее подано напряжение питания.

4. 16:11 4
Общая классификация триггеров

5. 16:11 5
Таблицы переходов триггеров

6. 16:11 6
Таблица истинности триггерной ячейки
Входы Выходы
−R −S Q −Q
1 1 0 Без изменения
Х 0 1 1
0 Х 1 1
1 1 0 0
Х 0 0 Не определен
0 Х 0 Не определен

7. 16:11 7
Синхронный RS-триггер

8. 16:11 8
Синхронный RS-триггер
С R S Q(t) Q(t+1) Пояснения
0 x x 0 0 Режим хранения
информации
0 x x 1 1
1 0 0 0 0 Режим хранения
информации
1 0 0 1 1
1 0 1 0 1 Режим установки
единицы S=1
1 0 1 1 1
1 1 0 0 0 Режим записи нуля
R=1
1 1 0 1 0
1 1 1 0 * R=S=1 запрещенная
комбинация
1 1 1 1 *

9. 16:11 9
Типы триггеров
Наиболее распространены три типа :
– RS-триггер (обозначается ТР) — самый простой триггер, но редко
используемый (а).
– JK-триггер (обозначается ТВ) имеет самое сложное управление, также
используется довольно редко (б).
– D-триггер (обозначается ТМ) — наиболее распространенный тип
триггера (в).
Аналог – 74279
Аналог – 7474
Аналог – 74112

10. 16:11 10
Таблица истинности RS-триггера ТР2
Входы Выходы
−R −S Q −Q
0 1 0 0
1 0 Без изменения
0 0 Не определено

11. 16:11 11
JK-триггер
JK-триггер значительно сложнее по своей структуре, чем RS-
триггер. Он относится к так называемым тактируемым триггерам, то
есть он срабатывает по фронту тактового сигнала.
Переключение триггера в этом случае происходит по
отрицательному фронту сигнала С (по переходу из единицы в нуль) в
зависимости от состояний сигналов J и K. При единице на входе J и
нуле на входе К по фронту сигнала С прямой выход устанавливается
в единицу (обратный — в нуль). При нуле на входе J и единице на
входе К по фронту сигнала С прямой выход устанавливается в нуль
(обратный — в единицу). При единичных уровнях на обоих входах J и
K по фронту сигнала С триггер меняет состояние своих выходов на
противоположные (это называется счетным режимом).

12. 16:11 12
Схема JK-триггера на элементах И-НЕ

13. 16:11 13
Таблица истинности JK-триггера ТВ9
Входы Выходы
−R −S С J K Q −Q
0 1 Х Х Х 1 0
1 0 Х Х Х 0 1
0 0 Х Х Х Не определено
1 1 1→0 1 0 1 0
1 1 1→0 0 1 0 1
1 1 1→0 0 0 Не изменяется
1 1 1→0 1 1 Меняется на противоположное
1 1 1 Х Х Не изменяется
1 1 0 Х Х Не изменяется
1 1 0→1 Х Х Не изменяется

14. 16:11 14
Временная диаграмма работы JK-триггера ТВ9

15. 16:11 15
Таблица истинности D-триггера ТМ2
Входы Выходы
−S −R С D Q −Q
0 1 X X 1 0
1 0 X Х 1 1
0 0 X Х Не определено
1 1 0→1 1 1 0
1 0 0→1 0 0 1
1 1 0 Х Не меняется
1 1 1 Х Не меняется
1 1 1→0 Х Не меняется

16. 16:11 16
Временная диаграмма работы D-триггера ТМ2
Тактируется триггер (то есть меняет свое состояние) по положительно-
му фронту сигнала С (по его переходу из нуля в единицу) в зависимости
от состояния входа данных D. Если на входе D единичный сигнал, то по
фронту сигнала С прямой выход триггера устанавливается в единицу
(инверсный — в нуль). Если же на входе D — нулевой сигнал, то по
фронту сигнала С прямой выход триггера устанавливается в нуль
(инверсный — в единицу).

17. 16:11 17
Основные схемы включения триггеров
Включение D-триггера для замены RS-триггера (а) и JK-триггера в
счетном режиме (б)

18. 16:11 18
Подавление дребезга контактов выключателя
с помощью триггера
Использование триггера в качестве флага процесса

19. 16:11 19
Синхронизация сигналов с помощью триггера
Синхронизация с помощью триггера при периодическом
изменении входного кода

20. 16:11 20
Синхронизация сигнала разрешения

21. 16:11 21
Выделение 3-тактовой последовательности
тактов во входном сигнале

22. 16:11 22
Схема разделения коротких и длинных входных импульсов
Формирователь короткого импульса по фронту
входного сигнала

23. 16:11 23
Формирователь сигнала огибающей
входного сигнала на триггерах

24. 16:11 24
Фильтр для пропускания высокочастотных
сигналов на триггерах

25. 16:11 25
Манчестерское кодирование
Манчестерский код заменяет единичный информационный бит на
отрицательный переход в центре битового интервала, а нулевой
информационный бит — на положительный переход в центре битового
интервала.
В центре каждого битового интервала сигнала в манчестерском коде
обязательно имеется фронт (положительный или отрицательный), который может
быть использован приемником этого сигнала для синхронизации приема каждого
информационного бита. Поэтому манчестерский код называется
самосинхронизирующимся кодом.

26. 16:11 26
Кодировщик манчестерского кода на триггерах