Jk триггера с установкой и сбросом



JK-триггер

Микросхемы цифровой логики

Наиболее сложный по конструкции триггер широко используется в цифровой технике благодаря своей универсальности. Это, так называемый, JK-триггер.

На рисунке видно, что JK-триггер имеет пять входов, в том числе прямой Q и инверсный выходы Q.

К уже известным входам R (Reset) – сброс, S (Set) – установка, С — тактовый вход добавлены ещё два. Это входы J (Jump) и K (Kill).

Условное изображение JK-триггера

Благодаря наличию этих дополнительных входов появляется возможность несложными схемными средствами достигать интересных результатов.

Логика работы основных входов (C, J, K) реализована следующим образом. Если на входе J высокий потенциал, а на входе K – ноль, то триггер установится в единичное состояние по спаду тактового импульса на входе С. Если на входе J – ноль, а на входе К высокий потенциал то по спаду тактового импульса триггер "сбросится" в нулевое состояние. Когда J=K=0 независимо от тактовых импульсов состояние триггера не меняется. И если J=K=1, то при приходе каждого тактового импульса состояние триггера меняется на противоположное. В этом случае триггер работает как делитель частоты на два.

Благодаря такой логике работы появляется возможность довольно гибко настраивать алгоритм работы триггера. Такая универсальность позволяет использовать JK-триггер в устройствах со сложной логикой работы.

На JK-триггерах несложно реализовать делитель частоты на десять. Если мы подадим на вход импульсы с частотой 10 кГц, то на выходе получим уже 1 кГц. Такие схемы называют декадным делителем или декадой.

Делители с различным коэффициентом пересчёта раньше активно использовались радиолюбителями при изготовлении электронных часов и несложных музыкальных инструментов. Данная схема очень неэкономична и займёт много места, если собирать её на дискретных элементах, так как в ней используется четыре триггера и элемент 2И.

В широко распространённую серию К155 на базе ТТЛ логики входит универсальный JK-триггер К155ТВ1 (КМ155ТВ1). Зарубежными аналогами этой микросхемы являются SN7472N, 7472, SN7472J. Этот триггер построен по двухступенчатой схеме и имеет сложную входную логику, где три входа J и три входа K объединены по схеме логического И. Кроме того триггер имеет прямой и инверсный выходы, входы установки и сброса (S и R) и вход тактовых импульсов С. Вот так он обозначается на схеме.

Изображение JK-триггера на принципиальной схеме

Вот так выглядит его внутренняя структура. Те, кто знаком с базовыми логическими элементами и устройством простейшего RS-триггера разберутся в устройстве JK-триггера без особых трудностей.

Внутренняя структура JK-триггера К155ТВ1

Этот триггер, как видно на схеме, организован на основе логических элементов И – НЕ с различным числом входов. В схеме присутствуют элементы: 2И – НЕ, 3И – НЕ, и 6И – НЕ. Наличие элементов 6И – НЕ, а также двухступенчатой структуры делает триггер многоцелевым и универсальным. В зависимости от конечной задачи, входы триггера могут объединяться или подключаться к другим логическим элементам схемы.

На микросхеме К155ТВ1 можно собрать несложную схему наглядно демонстрирующую работу JK-триггера. Как у почти всех микросхем этой серии 7 вывод — это корпус, а 14 вывод — это напряжение питания +5V . На 12 вывод (вход тактовых импульсов), и на прямой и инверсный выходы триггера, (выводы 8 и 6), необходимо подключить светодиоды через токоограничивающие резисторы.

Проверочная схема JK-триггера

После подключения питания один из выходных светодиодов загорается. Теперь можно проверить работу триггера по входам установки и сброса. Для этого необходимо поочерёдно подавать на выводы 2 (R) и 13 (S) низкий потенциал или "корпус".

Светодиодные индикаторы будут попеременно загораться и гаснуть, индицируя в каком состоянии находится триггер. Это проверка работоспособности. Теперь можно посмотреть работу триггера в счётном режиме. Для этого можно объединить входы J и K и соединить их с напряжением питания +5V через резистор.

Этого можно и не делать. По определению любой вывод микросхемы ТТЛ-логики, если он просто "висит" в воздухе и никуда не подключен, находится под высоким потенциалом (уровень логической единицы). Соединение свободных выводов микросхем с плюсом источника питания производится для предотвращения случайных срабатываний, то есть для повышения помехозащищённости.

Теперь можно подать на вход С импульсы такой частоты, чтобы их было визуально видно по работе светодиода HL1. Светодиоды, подключенные к выходам триггера, будут срабатывать с частотой в два раза меньше. То есть в этом режиме JK-триггер делит частоту входного сигнала на два.

Для тестирования триггера понадобится источник внешнего тактового сигнала, чтобы подать последовательность импульсов на вход C.

Простейший генератор прямоугольных импульсов можно собрать, используя микросхему К155ЛА3.

Простейший генератор на микросхеме К155ЛА3

Она содержит четыре элемент 2И – НЕ. Для генератора достаточно двух элементов. Период следования импульсов можно ориентировочно рассчитать по формуле T=1,4*R1*C1. Частота генератора прямоугольных импульсов в таком случае приблизительно будет равна f = 1/T. Для тех номиналов резистора R1 и конденсатора C1, что показаны на схеме, период генератора ориентировочно равен: T = 1,4 * 1000 * 0,00047 = 0,658 (с). Частота f = 1/0,658 = 1,5197.

1,5 (Гц). В дальнейшем этот простейший генератор можно использовать для проверки работоспособности различных цифровых устройств.

Источник

JK-триггеры

JK-триггеры подразделяются на универсальные и комбинированные. Универсальный JK-триггер имеет два информационных входа J и K. По входу J триггер устанавливается в состояние Q=1, /Q=0, а по входу K-в состояние Q=0, /Q=1.

JK-триггер отличается от RS-триггера прежде всего тем что в нем устранена неопределенность, которая возникает в RS-триггере при определенной комбинации входных сигналов.

Универсальность JK-триггера состоит в том, что он может выполнять функции RS-, Т- и D-триггеров.

Комбинированный JK-триггер отличается от универсального наличием дополнительных асинхронных входов S и R для предварительной установки триггера в определенное состояние (логической 1 или 0).

Простейший JK-триггер можно получить из синхронного RS-триггера с динамическим управлением, если ввести дополнительные обратные связи с выходов триггера на входы, которые позволяют устранить неопределенность в таблице состояний (рис. 2.50.а).


Рис. 2.50.a. Преобразование синхронного RS-триггера в JK-триггер;

Если на входы J и К подать уровень логической единицы, то получим T-триггер, который переключается каждым входным импульсом (рис. 2.50, б).

Рис. 2.50.б. Преобразование JK-триггера в T-триггер;

На рис. 2.50.в приведено условное обозначение JK-триггера и таблица состояний. При входных сигналах J=К=0 состояние триггера не изменяется, так как напряжение низкого уровня на одном входе элемента И-НЕ отменяет пpохождение сигналов от других его входов и удерживает выходной сигнал в текущем логическом состоянии.

Рис. 2.50.в. условное обозначение JK-триггера

Таблица состояний JK-триггера
Установлено Записано
J K Qn+1 /Qn+1
H H Без изменений Qn /Qn
Н В Н=0 В=1
В Н В=1 Н=0
В В Переброс /Qn Qn

Если на входы J и К подать взаимно противоположные уровни, то при подаче перепада напряжения на вход С выходы JK-триггера устанавливаются в такие же состояния. При подаче на входы J и К одновременно напряжений высокого уровня триггер переключается в состояние, противоположное предыдущему, если на вход синхронизации С подать перепад напряжения.

Управление полным тактовым импульсом, подаваемым на вход С, применяется для двухступенчатых триггеров (рис. 2.50.г).


Рис. 2.50.г. двухступенчатый JK-триггер;

Такой триггер тоже имеет обратные связи с выходов на входы, исключающие неопределенное состояние триггера.

Рис. 2.50.д. двухступенчатый JK-триггер на логических элементах И-НЕ
с симметричной схемой управления триггера второй ступени;

Читайте также:  Установка и обслуживание систем противопожарной безопасности

Из JK-триггера можно получить D-триггер, если вход К соединить со входом J через дополнительный инвертор (рис. 2.50,д).

Рис. 2.50.е. Схема преобразования JK-триггера в D-триггер

Микросхема TB1 (рис. 2.51) представляет собой универсальный двухступенчатый JK-триггер.

Рис. 2.51. Комбинированный JK-триггер — структура микросхемы, условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ1.

Триггер имеет инверсные асинхронные входы установки /S и сброса /R, т. е. с активным низким уровнем. Если на эти входы подать противоположные уровни (низкий — 0 и высокий — 1), то входы J, K и С не действуют и состояния выходов Q и /Q триггера определяются сигналами на входах /S и /R, таблица состояний (табл. 2.27).

Таблица 2.27. Состояния триггера ТВ1
Режим работы Входы Выходы
/S /R J K C Qn+1 /Qn+1
Асинхронная установка Х Х Х
Асинхронный сброс Х Х Х
Неопределенность Х Х Х X X
Загрузка "1" (установка) _/\_
Загрузка "0" (сброс) _/\_
Переключение _/\_ /Qn Qn
Хранение (нет изменений) _/\_ Qn /Qn

Когда на входы /S и /R поданы напряжения высокого уровня, в триггер можно загружать информацию от входов J и K или хранить ее (см. таблицу состояний). Каждый из входов J и K снабжен логическим элементом 3И, т.е. микросхема ТВ1 имеет три входа J и три входа K. Вход синхронизации C инверсный динамический. Состояния двухступенчатого триггера переключаются фронтом и спадом положительного импульса, подаваемого на вход синхронизации C. Информация со входов J и K загружается в триггер первой ступени (элементы DD1.3 и DD1.4), когда напряжение входа C изменяется от низкого уровня к высокому (по фронту) и переносится в триггер второй ступени по отрицательному перепаду импульса синхронизации (по спаду). Сигналы на входах J и K не должны изменяться, если на входе /C присутствует напряжение высокого уровня. Состояния выходов Q и /Q будут неопределенные, если на входы /S и /R одновременно подать напряжение низкого уровня, т. е. комбинация сигналов /S=/R=0 является запрещенной.

Микросхемы ТВ6 и ТВ9, ТВ10 и TB11 содержат по два JK-триггера с общим выводом питания (рис. 2.52).

Рис. 2.52. Структура, условное обозначение и цоколевка микросхем ТВ6, ТВ9;

Рис. 2.52a. Структура, условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ10;

Вход синхронизации С у всех триггеров инверсный динамический, поэтому данные от входов J и К переносятся на выходы Q и /Q по отрицательному перепаду импульса С. Когда импульс на входе С переходит от высокого уровня к низкому, сигналы на входах J и К не должны изменяться. Информацию от входов J и К следует загружать в триггер, когда на входе С присутствует напряжение высокого уровня.

У триггеров микросхемы ТВ6 нет входа предварительной установки /S, поэтому в таблице состояний (комбинированного JK-триггера) необходимо исключить первую строку (асинхронную установку 1). Если на вход /R будет подано напряжение низкого уровня, то входы J, К и С не действуют.

У триггеров микросхемы ТВ10 нет входа предварительного сброса /R, поэтому в таблице состояний комбинированного JK-триггера необходимо исключить вторую строку (асинхронный сброс 0).

Для микросхем ТВ6 и ТВ10 в таблице состояний не имеет смысла и третья строка, т. к, они имеют только по одному асинхронному входу (либо /S, либо /R). Триггеры микросхемы ТВ11 в отличие от триггеров микросхемы ТВ9 имеют две общие цепи управления: вход синхронизации /С и асинхронный вход сброса /R (рис. 2.53).

Рис. 2.53. Условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ11

Микросхемы ТВ14 и ТВ15 содержат по два комбинированных JK-триггера, которые запускаются положительным перепадом импульса синхронизации, т. е. вход С прямой динамический. Отличительной особенностью триггеров данных микросхем является то, что второй информационный вход /К — инверсный, поэтому очень легко такие JK-триггеры превращать в D-триггеры (рис. 2.54).

Рис. 2.54. Структура ТВ15, условные обозначения и цоколевки ТВ14 и ТВ15

Состояние таких триггеров приведено в табл. 2.28.

Таблица 2.28. Состояния триггера ТВ15
Режим работы Входы Выходы
/S /R J /K C Qn+1 /Qn+1
Асинхронная установка X X X
Асинхронный сброс X X X
Неопределенность X X X
Загрузка "1" (установка) _/\_
Загрузка "0" (сброс) _/\_
Переключение _/\_ /Qn=1 Qn=0
Хранение (нет изменений) _/\_

Основные параметры триггеров ТТЛ приведены в табл.2.20.

Дата добавления: 2013-12-14 ; просмотров: 6104 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Jk триггера с установкой и сбросом

JK-триггеры подразделяются на универсальные и комбинированные. Универсальный JK-триггер имеет два информационных входа J и K. По входу J триггер устанавливается в состояние Q=1, /Q=0, а по входу K-в состояние Q=0, /Q=1.

JK-триггер отличается от RS-триггера прежде всего тем что в нем устранена неопределенность, которая возникает в RS-триггере при определенной комбинации входных сигналов.

Универсальность JK-триггера состоит в том, что он может выполнять функции RS-, Т- и D-триггеров.

Комбинированный JK-триггер отличается от универсального наличием дополнительных асинхронных входов S и R для предварительной установки триггера в определенное состояние (логической 1 или 0).

Простейший JK-триггер можно получить из синхронного RS-триггера с динамическим управлением, если ввести дополнительные обратные связи с выходов триггера на входы, которые позволяют устранить неопределенность в таблице состояний (рис. 2.50.а).

Рис. 2.50.a. Преобразование синхронного RS-триггера в JK-триггер;

Если на входы J и К подать уровень логической единицы, то получим T-триггер, который переключается каждым входным импульсом (рис. 2.50, б).

Рис. 2.50.б. Преобразование JK-триггера в T-триггер;

На рис. 2.50.в приведено условное обозначение JK-триггера и таблица состояний. При входных сигналах J=К=0 состояние триггера не изменяется, так как напряжение низкого уровня на одном входе элемента И-НЕ отменяет пpохождение сигналов от других его входов и удерживает выходной сигнал в текущем логическом состоянии.

Рис. 2.50.в. условное обозначение JK-триггера

Таблица состояний JK-триггера

Установлено Записано
J K Qn+1 /Qn+1
H H Без изменений
Qn /Qn
Н В Н=0 В=1
В Н В=1 Н=0
В В Переброс
/Qn Qn

Если на входы J и К подать взаимно противоположные уровни, то при подаче перепада напряжения на вход С выходы JK-триггера устанавливаются в такие же состояния. При подаче на входы J и К одновременно напряжений высокого уровня триггер переключается в состояние, противоположное предыдущему, если на вход синхронизации С подать перепад напряжения.

Управление полным тактовым импульсом, подаваемым на вход С, применяется для двухступенчатых триггеров (рис. 2.50.г).

схема двухступенчатого JK-триггера
Рис. 2.50.г. двухступенчатый JK-триггер;

Такой триггер тоже имеет обратные связи с выходов на входы, исключающие неопределенное состояние триггера.

схема двухступенчатого JK-триггера
Рис. 2.50.д. двухступенчатый JK-триггер на логических элементах И-НЕ
с симметричной схемой управления триггера второй ступени;

Из JK-триггера можно получить D-триггер, если вход К соединить со входом J через дополнительный инвертор (рис. 2.50,д).

Схема преобразования JK-триггера в D-триггер
Рис. 2.50.е. Схема преобразования JK-триггера в D-триггер

Микросхема TB1 (рис. 2.51) представляет собой универсальный двухступенчатый JK-триггер.

структура, условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ1
Рис. 2.51. Комбинированный JK-триггер — структура микросхемы, условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ1.

Триггер имеет инверсные асинхронные входы установки /S и сброса /R, т. е. с активным низким уровнем. Если на эти входы подать противоположные уровни (низкий — 0 и высокий — 1), то входы J, K и С не действуют и состояния выходов Q и /Q триггера определяются сигналами на входах /S и /R, таблица состояний (табл. 2.27).

Читайте также:  Стойка для установки щитов к314ут2

Таблица 2.27. Состояния триггера ТВ1

Режим работы Входы Выходы
/S /R J K C Qn+1 /Qn+1
Асинхронная установка 1 Х Х Х 1
Асинхронный сброс 1 Х Х Х 1
Неопределенность Х Х Х X X
Загрузка «1» (установка) 1 1 1 _/\_ 1
Загрузка «0» (сброс) 1 1 1 _/\_ 1
Переключение 1 1 1 1 _/\_ /Qn Qn
Хранение (нет изменений) 1 1 _/\_ Qn /Qn

Когда на входы /S и /R поданы напряжения высокого уровня, в триггер можно загружать информацию от входов J и K или хранить ее (см. таблицу состояний). Каждый из входов J и K снабжен логическим элементом 3И, т.е. микросхема ТВ1 имеет три входа J и три входа K. Вход синхронизации C инверсный динамический. Состояния двухступенчатого триггера переключаются фронтом и спадом положительного импульса, подаваемого на вход синхронизации C. Информация со входов J и K загружается в триггер первой ступени (элементы DD1.3 и DD1.4), когда напряжение входа C изменяется от низкого уровня к высокому (по фронту) и переносится в триггер второй ступени по отрицательному перепаду импульса синхронизации (по спаду). Сигналы на входах J и K не должны изменяться, если на входе /C присутствует напряжение высокого уровня. Состояния выходов Q и /Q будут неопределенные, если на входы /S и /R одновременно подать напряжение низкого уровня, т. е. комбинация сигналов /S=/R=0 является запрещенной.

Микросхемы ТВ6 и ТВ9, ТВ10 и TB11 содержат по два JK-триггера с общим выводом питания (рис. 2.52).

Рис. 2.52. Структура, условное обозначение и цоколевка микросхем ТВ6, ТВ9;

Рис. 2.52a. Структура, условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ10;

Вход синхронизации С у всех триггеров инверсный динамический, поэтому данные от входов J и К переносятся на выходы Q и /Q по отрицательному перепаду импульса С. Когда импульс на входе С переходит от высокого уровня к низкому, сигналы на входах J и К не должны изменяться. Информацию от входов J и К следует загружать в триггер, когда на входе С присутствует напряжение высокого уровня.

У триггеров микросхемы ТВ6 нет входа предварительной установки /S, поэтому в таблице состояний (комбинированного JK-триггера) необходимо исключить первую строку (асинхронную установку 1). Если на вход /R будет подано напряжение низкого уровня, то входы J, К и С не действуют.

У триггеров микросхемы ТВ10 нет входа предварительного сброса /R, поэтому в таблице состояний комбинированного JK-триггера необходимо исключить вторую строку (асинхронный сброс 0).

Для микросхем ТВ6 и ТВ10 в таблице состояний не имеет смысла и третья строка, т. к, они имеют только по одному асинхронному входу (либо /S, либо /R). Триггеры микросхемы ТВ11 в отличие от триггеров микросхемы ТВ9 имеют две общие цепи управления: вход синхронизации /С и асинхронный вход сброса /R (рис. 2.53).

Рис. 2.53. Условное обозначение и цоколевка микросхемы ТВ11

Микросхемы ТВ14 и ТВ15 содержат по два комбинированных JK-триггера, которые запускаются положительным перепадом импульса синхронизации, т. е. вход С прямой динамический. Отличительной особенностью триггеров данных микросхем является то, что второй информационный вход /К — инверсный, поэтому очень легко такие JK-триггеры превращать в D-триггеры (рис. 2.54).

Рис. 2.54. Структура ТВ15, условные обозначения и цоколевки ТВ14 и ТВ15

Источник

Jk триггер временная диаграмма

Триггер — это запоминающее устройство, хранящее одно из двух состояний — либо 0 либо 1.

Содержание

RS — триггер

Первым будет рассмотрен RS-триггер. Его условное обозначение приведено на рисунке 1.

S (SET) — вход установки значения 1. R (RESET) — вход сброса (установки значения 0). Входы прямые — активны при подачи логической единицы, неактивны при подаче логического нуля.

Логика работы RS-триггера:

  • S=0 R=0 — режим хранения информации (выходы не меняются, Q(t+1)=Q(t) )
  • S=1 R=1 — режим записи единицы ( Q(t+1)=1 )
  • S=0 R=1 — режим записи нуля ( Q(t+1)=0 )
  • S=1 R=1 — запрещенная комбинация (оба входа активны). Значение Q зависит от реализации триггера (не определено в общем случае). Значение перехода из запрещенного состояния Q(t) в Q(t+1) тоже зависит от реализации.

RS — триггер с инверсными входами (рис. 2) работает аналогично, только входы становятся активны при подаче логического нуля, а неактивны при подаче единицы.

Классическая реализация RS-триггера

Классической является реализация RS-триггера на элементах "ИЛИ-НЕ" (рис 3.):

S R Q(t) Q(t+1) no Q(t+1) Описание
1 режим хранения нуля
1 1 режим хранения единицы
1 1 установка в состояние 1
1 1 1 режим хранения 1
1 1 режим хранения нуля
1 1 1 сброс в ноль
1 1 запрещено
1 1 1 запрещено

Временные диаграммы RS-триггера

Будем считать, что в триггере записано значение "0", попробуем записать "1" (рис. 4).

Если объединить входы R и S триггера, то выход будет определяться тем, какой из элементов сработает раньше ("генератор случайных чисел"). Схема и временные диаграммы такого подключения приведены на рисунке 5.

Таблица истинности jk триггера практически совпадает с таблицей истинности синхронного RS-триггера. Для того чтобы исключить запрещённое состояние, его схема изменена таким образом, что при подаче двух единиц jk триггер превращается в счётный триггер. Это означает, что при подаче на тактовый вход C импульсов он изменяет своё состояние на противоположное. Таблица истинности jk триггера приведена в таблице 1.

Таблица 1. Таблица истинности jk триггера.

С K J Q(t) Q(t+1) Пояснения
x x Режим хранения информации
x x 1 1
1 Режим хранения информации
1 1 1
1 1 1 Режим установки единицы J=1
1 1 1 1
1 1 Режим записи нуля K=1
1 1 1
1 1 1 1 K=J=1 счетный режим триггера
1 1 1 1

Один из вариантов внутренней схемы JK-триггера приведен на рисунке 1. Он построен по классической двухтактной схеме. Приведенная на рисунке 1 схема удобна для изучения принципов работы данного триггера в счетном режиме.

Рисунок 1. Внутренняя схема jk триггера

Для реализации счетного режима в схеме введена перекрестная обратная связь с выходов второго триггера на входы R и S первого триггера. Благодаря обратной связи на входах R и S первого триггера никогда не может возникнуть запрещенная комбинация, а то, что она перекрестная, вводит новый режим работы — счетный. При подаче на входы j и k логической единицы одновременно JK-триггер переходит в счетный режим, подобно T триггеру.

Приводить временные диаграммы работы JK-триггера не имеет смысла, так как они совпадают с приведёнными ранее временными диаграммами RS- и . Условно-графическое обозначение приведено на рисунке 2.

Рисунок 2. Условно-графическое обозначение jk триггера

Цифровые микросхемы обычно собираются на элементах "И-НЕ". Тогда схема, приведенная на рисунке 1, преобразуется в схему, показанную на рисунке 3.


Рисунок 3. jk триггер, собранный на логических элементах "И-НЕ"

В промышленно выпускающихся микросхемах обычно кроме входов j и k реализуются входы R и S, которые позволяют устанавливать jk-триггер в заранее определённое исходное состояние. Именно так реализованы микросхемы 155ТВ1, 133ТВ1, SN7472. На рисунке 4 приведена цоколевка этих микросхем.


Рисунок 4. Цоколевка микросхем К155ТВ1

В названиях отечественных микросхем для обозначения jk триггера присутствуют буквы ТВ. Например, микросхемы К1554ТВ9 и К1554ТВ15 содержат в одном корпусе по два jk триггера. В качестве примеров иностранных микросхем, содержащих jk триггеры можно назвать такие микросхемы, как 74HCT73, 74LVC109 или 74ACT109. В качестве примера на рисунке 5 приведена цоколевка микросхемы К1554ТВ15 (74ACT109)


Рисунок 5. Цоколевка микросхем К1554ТВ15

Так как jk триггер является универсальной схемой, то рассмотрим несколько примеров ее использования. Начнем с примера его использования в качестве обнаружителя коротких импульсов.

Читайте также:  Ручки рысь приора установка

Рисунок 6. Схема обнаружения короткого импульса на jk триггере

В данной схеме при поступлении на вход "C" импульса триггер переходит в единичное состояние, которое затем может быть обнаружено последующей схемой (например, микропроцессором). Для того, чтобы привести схему в исходное состояние, необходимо подать на вход R уровень логического нуля.

Теперь рассмотрим пример построения на jk триггере ждущего мультивибратора (схема, формирующая заданную длительность импульса). Один из вариантов схемы ждущего мультивибратора приведен на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема ждущего мультивибратора, собранного на jk триггере

Схема ждущего мультивибратора работает подобно схеме обнаружения короткого импульса. Длительность выходного импульса определяется постоянной времени RC цепочки. Диод VD1 предназначен для быстрого восстановления исходного состояния схемы (разряда емкости C). Если быстрое восстановление схемы не требуется, например, когда длительность выходных импульсов гарантированно меньше половины периода следования входных импульсов, то диод VD1 можно исключить из схемы ждущего мультивибратора.

В качестве последнего примера применения универсального jk триггера, рассмотрим схему счетного T-триггера. Схема счетного триггера приведена на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема счетного триггера, построенного на jk триггере

В схеме, приведенной на рисунке 8, для реализации счетного режима работы триггера на входы J и K подаются уровни логической единицы. Если эти входы вывести в качестве отдельного входа, то они образуют отдельный вход разрешения счета T.

Применение в составе цифровых счетчиков является их основной областью применения. В современной технике цифровые схемы собираются на основе заказных микросхем (ASIC) или микросхем программируемой логихи (FPGA). Их проектирование может вестись в графическом редакторе, точно так же, как это было описано выше, а может применяться язык программирования цифровых микросхем. В качестве примера на приведено описание jk триггера на языке VERILOG.

Листинг 1. Описание модуля jk триггера на языке VERILOG

Дата последнего обновления файла 20.10.2019

Вместе со статьей "JK-триггеры" читают:

При одновременном ошибочном нажатии двух клавиш клавиатуры, данный триггер вводит в компьютер код только одной из них.

Приоритетные триггеры позволяют предотвратить сбои и ошибки в работе различных устройств.

JK-триггер имеет два информационных входа J и K, тактовый динамический вход C, и два приоритетных асинхронных входа установки S и сброса R (рис. 11).

Рис. 11 JK-триггер:

а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы

В таблице истинности триггера (табл. 9) значком «Х» обозначаются произвольные значения переменных J, K и C, которые не оказывают влияния на результат вследствие приоритета входов R, S (моменты времени t4, t5, t6, t7). Этим же определяется нестабильность при R = S = 1, т.к. схема работает как асинхронный RS-триггер.

В случае еслиR = S = 0, асинхронный триггер переходит в режим хранения и разрешается работа синхронного динамического JK-триггера. Запись информации происходит, для данной схемы триггера, по переднему фронту (0-1) сигнала на входе C (моменты времени t1,t2, t3).

Когда на входах J=K=1, происходит инверсия предыдущего значения на выходах триггера (момент времени t3).

Таблица истинности JK-триггера Таблица 9

Если построить полную таблицу истинности JK-триггера, то можно получить аналитическое выражение его работы:

7 Преобразование триггеров

Различные триггеры могут выполнять одинаковые функции за счет использования дополнительных связей. На основе JK-триггера можно получить любой другой триггер, например, синхронные D-триггер, T-триггер, RS–триггер с динамическими входами C (рис. 12, а, б, в).

Рис. 12 Синхронные триггеры с динамическими входами:

а – D-триггер, б –T-триггер, в –RS–триггер

По принципу построения различают одноступенчатые триггеры, рассмотренные выше, и двухступенчатые триггеры. Последние состоят из двух ячеек памяти – последова­тельно включенных триггеров (рис. 13). Триггер D1 имеет тактовый вход C, который реагирует на передний фронт импульса синхронизации C, а входы триггера D2 реагирует на задний фронт этого импульса. Вначале информация записывается в первую ступеньD1, а затем переписывается во вторую D2 и появляется на выходе.

Двухступенчатый триггер обозначается вместо символа T символами TT, управляется по обоим фронтам, реализуются по схеме «ведущий-ведомый» (вход C как у D1).

Рис. 13 MS-триггер:

а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы

Последовательность работы MS-триггера:

— на интервале времени t1t2 ведущий триггер D1 сохраняет поступающую в него информацию, ведомый триггер D2 отключен от D1;

— на интервале времени t2t3 оба триггера отключены;

— на интервале времени t3t4 ведущий триггер D1 отключен от информационных сигналов, ведомый триггерD2 сохраняет поступающую в него информацию от D1.

Двухступенчатые триггеры могут состоять из собственно триг­гера и динамической промежуточной ячейки памяти. Они управляются толь­ко одним фронтом тактового импульса – передним фронтом из 0 в 1.

Данные MS-триггеры используются в цифровых устройствах, где при поступлении тактового сигнала информация записывается в первый триггер и не должна проходить сразу во все триггеры, подключенные последовательно за первым (регистры).

Чтобы предотвратить такое сквозное прохождение сигнала, для одноступенчатых динамических триггеров нужно использовать импульсы синхронизации с очень крутыми (короткими по времени) фронтами.

Тогда благодаря задержке переключения первого триггера, подключенный к нему триггер успеет перейти в режим хранения до поступления на его вход новой информации, т.к. сигнал на тактовом входе, общий для всех триггеров, уже успеет переключиться в постоянное значение и отключит этот триггер.

Триггеры с MS структурой являются динамическими. Для исключения сбоев в работе, у этих триггеров нормируется минимально допустимый промежуток времени до появления фронта сигнала C, когда на входе данные не должны изменяться.

Также указывается аналогичный интервал – время удержания данных, после завершения фронта тактового импульса.

На рисунке 14 представлены временные диаграммы передних и задних фронтов переключений различных типов логических элементов, полученные экспериментально.

Рис. 14 Графики фронтов цифровых сигналов: а – заднего; б — переднего

На логические элементы, изготовленные по различной технологии, одновременно поступает входной сигнал в момент времени t =0 и начинается их переключение. График 1 соответствует эмиттерно-связанной логике (ЭСЛ); график 2: транзисторно-транзисторной логике с диодами Шотки (ТТЛШ); график 3: транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ); график 4: логике на комплементарных полевых транзисторах метал-окисел-полупроводник (КМОП). Из временных диаграмм следует, что всякое переключение логических элементов сопровождается переходным процессом. Если тактовый сигнал появится во время, пока этот процесс не закончился, то возможна ошибка считывания информации.

9 Разработка триггеров

Для разработки схем триггеров используется следующий алгоритм:

Составляется полная таблица истинности, из которой получают аналитическое выражение работы триггера.

Выбирается тип базового триггера (бистабильной ячейки, рис. 4, а; 5, а) и записывается его характеристическое уравнение.

На основе сравнения таблицы истинности разрабатываемого триггера и его аналитического выражения выбирают дополнительные логические элементы, составляют требуемую схему.

Триггеры являются ячейками памяти, куда заносится информация в двоичном коде, при необходимости информация считывается.

Совмещая в себе функциональные возможности более простых видов триггеров, JK-триггер является универсальным.

Динамическая работа триггеров позволяет снизить вероятность влияния помех при считывании информации из-за сокращения временного интервала записи. Это свойство используется в сложных цифровых устройствах.

Источник

Adblock
detector