ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.06.2025
Просмотров: 4500
Скачиваний: 2
Глава 7. Асинхронные |
триггеры |
|||
Таблица 7.5. Таблица истинности для |
управляемого передним фронтом |
|||
D-триггера 7474 с асинхронными установками и возвратом |
||||
(состояние неопределенно). Нарастающий фронт тактового |
||||
сигнала обозначен |- |
||||
D |
С |
- 5 |
-i? |
gm+l |
d |
d |
0 |
1 |
1 |
d |
d |
1 |
0 |
0 |
d |
d |
0 |
0 |
* |
1 |
t |
1 |
1 |
1 |
0 |
t |
1 |
1 |
0 |
d |
0 |
1 |
1 |
g"^ |
d |
1 |
1 |
1 |
Qrn |
в таблице истинности управляемого передним фронтом D-триг гера (табл. 7.5) нарастающие тактовые фронты обозначены стрел ками. В логическом символе (рис. 7.17) управление передним фрон том представлено треугольником на тактовом входе.
7.5.5.Управление передним и задним фронтом
Втех случаях, когда в состоящей из D-триггеров цепочке сдвиго вого регистра данные должны передаваться дальше, как в «пожар ной цепочке» ПЗС, вход и выход применяемых триггеров никогда не должны соединяться непосредственно. Поэтому, для этого слу чая применения подходят только такие типы триггеров, у которых достаточно далеко друг от друга лежат действующий интервал и интервал переброса. Для этой цели могут быть применены, напри мер, упомянутые выше управляемые передним фронтом D-триггеры буферизированного типа. До тех пор, пока не произойдет фазовый сдвиг тактовых импульсов (clock-skew), информация будет правиль но передаваться дальше, так как действующий интервал и интервал переброса не перекрываются. Но поскольку оба интервала разнесе ны на малое расстояние, при фазовых сдвигах тактового сигнала, которые всегда происходят в реальных схемах, могут иметь место сбои в передаче информации
Для данной цели более предпочтительными являются триггеры с управлением двумя фронтами, которые передают информацию с выхода только с появлением падающего фронта тактового импульса на выходе (рис. 7.19). Триггеры этого вида называют master-slave- триггерами. Можно считать, что D-триггер с управлением двумя фронтами составлен из двух D-триггеров с управлением передним
7.5. Элементы ЗУ 21 I
фронтом, у которых второй триггер запускается инверсией такто вого сигнала, соответствующего спадающему фронту.
Р и с . 7.18. Сдвиговый регистр с управляемыми передним фронтом D-триг- герами.
D- |
ш |
ID |
>С1 |
>С1 |
|
р— |
b--^Q |
|
Т]J• > |
||
а) |
b) |
Рис . 7.19. D-триггер с управлением двумя фронтами: а) принцип; б) логи ческий символ.
7.5.6. J-K-TpMrrep
JK-триггер может быть образован на основе RS-триггера типа mas ter-slave путем подачи обратной связи с выходов Q и -iQ на входы R и S при высоком уровне тактового сигнала в соответствии со следующими формулами:
S = CJ-^Q"^ |
(7.14) |
R = CKQ"^ |
(7.15) |
Из формул следует, что установку триггера можно производить только после его возвращения в исходное состояние. Поскольку R и S не могут быть одновременно равны 1, так как справедливо либо Q = 1 либо -iQ = 1.
Переходную функцию JK-триггер можно получить на основе пе реходной функции RS-триггера при условии применения уравнений
(7.14) и (7.15): |
|
gm+i ^sy-^RQ"^ |
(7.16) |
Глава 7. Асинхронные триггеры
(7.17) |
|||||||
Q"^+i = CJQ"^ V -KQ"* V -CQ™ |
(7.18) |
||||||
J |
& |
s |
& |
s |
|||
1 Э—^» |
' |
||||||
1 ( > |
|||||||
к |
R |
:>n |
R |
'~Л |
1 |
||
и |
^ |
||||||
^
Рис . 7.20. JK-триггер.
Из переходной функции получаем таблицу последовательности состояний, представленную на рис. 7.21.
С |
J |
К |
дп^Х |
- и |
~1 — е |
||
Qm |
J |
||||||
1 |
0 |
0 |
|||||
1 |
0 |
1 |
0 |
С- |
С1 |
||
1 |
1 |
0 |
1 |
К — 1К |
п о ^Q |
||
1 |
1 |
1 |
-е" |
||||
0 |
d |
d |
2" |
||||
а) |
Ь) |
||||||
Р и с . 7.21. а) Таблица истинности; б) логический символ JK-триггера.
Следовательно, JK-триггер ведет себя как RS-master-slave-триг- гер, пока сигналы J и К не будут одновременно равны 1. Но если J = К = 1^ выходной сигнал изменяется при каждом тактовом импульсе. Это упрощает конструирование делителей частоты и ци фровых счетчиков на основе JK-триггеров.
7.5.7.Т-триггер.
Т-триггер (рис. 7.22) образуется из JK-триггера, введением нового входа Т, связанного с обоими входами JK-триггера: Т = J — К = \, По-английски его называют toggle-flip-flop.
l.b. Элементы ЗУ
7.5.8. Пример
Типичным примером интегрального триггера является D-триггер 74175. Эта микросхема содержит 4 одинаковых управляемых перед ним фронтом D-триггера, синхронизируемых от одного источника тактовых сигналов. Все триггеры подключены к одному и тому же входу возврата в исходное положение R.
[г |
с |
6^' 1 |
-Q |
0 |
0 |
gm |
C-|>C1 |
0 |
t |
&" |
Jo .Q |
1 |
1j j |
-ig" 1 |
b) |
a) |
Рис. 7.22. a) Таблица истинности и б) логический символ управляемого передним фронтом Т-триггера.
CLK |
Ь>С1 |
|
-лС1л - NR |
||
D, |
ID |
-е. |
Ог |
Q2 |
D, |
|
D, |
Рис . 7.23. Логический символ микросхемы 74175, содержащей 4 D-триг гера с управлением передним фронтом.
7.5.9.Общее о триггерах.
Втабл. 7.6 собраны наиболее важные виды триггеров. Отметим, что некоторые из триггеров не применяются. Так, например, Т- триггер без тактового входа не стабилен, а D-триггер вырождается до простого сквозного соединения.
Все указанные в табл. 7.6 триггеры могут иметь дополнительные асинхронные входы установки и возврата в исходное состояние.
214 Глава 7. Асинхронные триггеры
nCLR |
1 |
^ |
CLK |
<J |
|
D, |
'>
Ог
^1
D,
1 1
£>4
ID
О>С1 R
ID
/N^-^>С1
R
ID Г- >С1
R
ID
/^L. >С1
R
Г \
и*
О
и
г\
<J
Г\
<J
э
э- &
эQ2
э—
э
D
Э
D
Рис. 7.24. Структурная схема микросхемы 74175, содержащей 4 D-триг- гера с управлением передним фронтом.
В табл. 7.7 показано положение интервала переброса и действу ющего интервала у различных типов триггеров относительно поло жения тактового фронта.
•При отсутствии управления тактовым сигналом действующий интервал и интервал переброса длительное время активны. Это имеет смысл только для RS-триггера.
•При тактированном управлении состоянием положение дей ствующего интервала строго установлено. Он привязан к вы сокому, или скорее к отрицательному, тактовому уровню. Ин тервал переброса перекрывается с действующим интервалом.
•При управлении двумя состояниями положение действующе го интервала дополнительно контролируется тактовым сиг-
7,5. Элементы ЗУ 215
налом. Действующий интервал и интервал переброса следуют вплотную друг за другом.
Таблица 7.6. Таблица важнейших триггеров.
без таюгового |
управление |
управление с |
управление |
управление |
|||||||
управления |
состоянием |
помощью двух |
одним |
двумя |
|||||||
состояний |
фронтом |
фронтами 1 |
|||||||||
S |
IS |
IS |
п |
IS |
IS |
п |
|||||
RS |
С1 |
- С1 |
>С1 |
р— |
-1 р—1 |
||||||
R |
о— |
1R |
о— |
1R |
~1 о— |
1R |
1R |
||||
задержка |
ID |
ID |
-1 |
ID |
ID |
-1 |
|||||
С1 |
- С1 |
>С1 |
- >С1 |
||||||||
D |
о— |
о— |
о— |
п о—1 |
|||||||
нестабильный |
нестабильный |
- С1 |
и |
и |
п |
||||||
>С1 |
- >С1 |
~1 0—1 |
|||||||||
JK 1 |
1К |
~1 о— |
1К |
0— |
1К |
||||||
нестабильный |
нестабильный |
IT |
-1 |
] |
IT |
IT |
п |
||||
Т |
- С1 |
~1 0— |
>С1 |
о - |
- >С1 |
~1 о—1 |
|||||
•При управлении двумя фронтами действующий интервал и ин тервал переброса прилегают соответственно к положительно му и отрицательному фронтам тактового сигнала. Важным моментом при управлении двумя фронтами является возмож ность смещения действующего интервала и интервала пере броса за счет выбора коэффициента заполнения тактовых им пульсов, то есть отношения длительности высокого уровня к длительности низкого уровня. Действующий интервал и ин тервал переброса не перекрываются.
•буферизация означает, что действующий интервал и интервал переброса не перекрываются. Как правило, расстояние соста-