D-триггеры

June 27, 2010 by admin Комментировать »

D-триггеры получили свое название от слова «delay», что означает «задерж­ка». На самом деле существуют две их разновидности, формально разли­чающиеся только тем, что первая из них управляется уровнем сигнала (ста­тический D-триггер или триггер-защелка), а вторая управляется фронтом импульса (динамический D-триггер). Фактически же это разные по устройст­ву и области использования схемы.

Для того чтобы отличить статический D-триггер от динамического, мы в обо­значении на схеме для первого поставим букву L (от слова «level» — уровень), а для второго — букву «Е» (от слова «edge» — фронт). Эти обозначения не яв­ляются общепринятыми, и в дальнейшем мы их использовать не будем, только здесь для наглядности. Микросхема 561ТМЗ содержит четыре статических триггера-защелки с общим входом синхронизации, а 561ТМ2 — два динамиче­ских D-триггера с раздельными дополнительными входами R и S (мы с ней уже знакомы, см. рис. 16.5). Если тип вообще не указывается, то обычно по умол­чанию предполагается, что речь идет о динамических D-триггерах.

clip_image002

Рис. 16.11. D-триггеры: а — схема статического D-триггера; б— схема динамического D-триггера на основе двух статических; в — счетный триггер на основе динамического D-триггера

Статический D-триггер легко получить из RS-триггера путем небольшой мо­дификации его схемы. Если из схемы на рис. 16.11, а исключить вход С (на­пример, объединив входы каждого элемента и превратив их тем самым в простые инверторы), то получится довольно бесполезное устройство, которое на выходе Q будет просто повторять входные сигналы, а на втором выходе, соответственно— выдавать их инверсии. Наличие тактового входа С (от слова «с1оск», которое в цифровой электронике значит «тактовый импульс») все меняет.

Если мы обратимся к диаграммам на рис. 15.8, а, то увидим, что при наличии на этом входе уровня логической единицы входные сигналы будут пропус­каться на вход RS-триггера, и рхема будет повторять на выходе Q уровни на входе D. Если же мы установим на входе С уровень нуля, то схема немедлен­но «зависнет» в состоянии выхода, соответствующем входному уровню непо­средственно перед приходом отрицательного фронта на вход С — то есть запомнит его! Поэтому такой триггер и называют «защелкой» — при подаче на вход С короткого положительного тактового импульса он как бы «защел­кивает» состояние входа. Статический D-триггер можно использовать в каче­стве буферного регистра для хранения данных — например, результатов сче­та импульсов на то время, пока идет сам процесс счета. Статическая энергозависимая память (SRAM) также, как правило, использует такие триг­геры в качестве элементарных ячеек.

Динамические D-триггеры более универсальны и область применения у них куда шире, чем у статических. Динамический триггер устроен более сложно. Один из способов построения динамического D-триггера из двух статических показан на рис. 16.11,6. Эта схема работает следующим образом: когда на общем входе С наличествует отрицательный уровень, состояние входа D пе­реписывается на выход первого (слева) триггера, при этом второй триггер заперт. Сразу после положительного фронта на входе С это состояние пере-. писывается во второй триггер и появляется на выходе Q, а первый триггер запирается. Таким образом, запоминание состояния общего D-входа проис­ходит в точности в момент положительного перепада уровней и никогда больше. Если изменить местоположение инвертора и присоединить его ко входу второго триггера, а на первый триггер подавать тактовые импульсы напрямую, то срабатывание будет происходить по отрицательному фронту, и такой тактовый вход будет считаться инверсным. Для того чтобы получить дополнительные входы асинхронной принудительной установки триггера в нулевое и единичное состояние (R- и S-входы), нужно для обоих статических триггеров выходные (правые по схеме рис. 16.11, а) элементы сделать трех­входовыми и объединить соответствующие входы у обоих триггеров. Уста­навливать по входам R и S только выходной триггер недостаточно (подумай­те почему?).

А на рис. 16.11, в показана самая простая схема счетного триггера на основе динамического D-триггера, уже знакомая нам по рис. 16.5. Из описанного ясно, как она работает — при каждом положительном перепаде на выход Q будет переписываться состояние противоположного выхода Q, то есть сис­тема будет с приходом каждого тактового импульса менять свое состояние на противоположное, в результате чего на выходе будет симметричный (незави­симо от скважности входных импульсов) меандр с частотой, вдвое меньшей, чем входная. Такой триггер можно считать делителем частоты на два или одноразрядным двоичным счетчиком — в зависимости от того, для чего он используется. В отличие от всех остальных типов триггеров (а кроме описан­ных, распространены еще, например, и т. н. JK-триггеры, но мы их разбирать не будем), счетные триггеры в интегральном исполнении отдельно не выпус­каются (при случае их легко, как вы видели, соорудить, например, из D-триггеров), а выпускаются только готовые многоразрядные двоичные счет­чики, из таких триггеров составленные. К рассмотрению счетчиков мы пе­рейдем чуть позднее, а пока кратко остановимся на регистрах.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты