последовательные схемы: триггеры, регисторы, счетчик


Последовательные схемы – эти схемы отличаются тем,что их выходное состояние зависит не только от внешних входов, но и от внутрених состояний. К последовательным схема относят такие элементы как триггеры, регисторы, счётчики.

Простейшими цифровыми автоматами с памятью являются триггеры. Триггер — это устройство последовательного типа с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенное для записи и хранения информации. Под действием входных сигналов триггер может переключаться из одного устойчивого состояния в другое. При этом напряжение на его выходе скачкообразно изменяется.как правило, триггер имеет два выхода: прямой и инверсный. Число входов зависит от структуры и функций, выполняемых триггером. По способу записи информации триггеры делят на асинхронные и синхронизируемые (тактируемые). В асинхронных триггерах информация может записываться непрерывно и определяется информационными сигналами, действующими на входах в данный момент времени. Если информация заносится в триггер только в момент действия так называемого синхронизирующего сигнала, то такой триггер называют синхронизируемым или тактируемым. Помимо информационных входов синхронизирующие триггеры имеют тактовый вход (вход синхронизации). В цифровой технике приняты следующие обозначения входов триггеров: S — раздельный вход установки в единичное состояние (напряжение высокого уровня на прямом выходе Q); R —раздельный вход установки в нулевое состояние (напряжение низкого уровня на прямом выходе Q); D — информационный вход (на него подается информация, предназначенная для занесения в триггер); C — вход синхронизации; T — счетный вход;

Наибольшее распространение в цифровых устройствах получили RS-триггер с двумя установочными входами, тактируемый D-триггер и счетный Т-триггер. Рассмотрим функциональные возможности каждого из них.

триггер

Асинхронный RS-триггер. В зависимости от логической структуры различают RS-триггеры с прямыми и инверсными входами. Их схемы и условные обозначения приведены на рис. 12. Триггеры такого типа построены на двух логических элементах:

2ИЛИ—НЕ — триггер с прямыми входами (рис. 12,а), 2И—НЕ — триггер с инверсными входами (рис. 12,б). Выход каждого из элементов подключен к одному из входов другого элемента, что обеспечивает триггеру два устойчивых состояния.

Следует, однако, отметить, что самостоятельно RS-триггеры в устройствах цифровой техники практически не используются из-за их низкой помехоустойчивости.

RS-триггеры

Тактируемый D-триггер. Он имеет информационный выход и вход синхронизации. Одна из возможных структурных схем однотактного D-триггера и его условное обозначение показаны на рис. 13. Если уровень сигнала на входе С=0, состояние триггера устойчиво и не зависит от уровня сигнала на информационном входе. При этом на входы RS-триггера с инверсными входами (элементы 3 и 4) поступают пассивные уровни (S=R=1). При подаче на вход синхронизации уровня С=1 информация на прямом выходе будет повторять информацию, подаваемую на вход D. Таким образом, при С=0 Q t+1=Qt, а при C=1 Q t+1=D.

Для устойчивой работы триггера необходимо, чтобы в течение синхроимпульса информация на входе была неизменной.

Тактируемые D-триггеры могут быть с потенциальным и динамическим управлением. У первых из них информация записывается в течение времени при котором уровень сигнала С=1. В триггерах с динамическим управлением информация записывается только в течение перепада напряжения на входе синхронизация. Динамические входы изображают на схемах треугольником. Если вершина треугольника обращена в сторону микросхемы, то триггер «срабатывает» по фронту(переднему)входного импульса, если от нее — по срезу(заднему) импульса. В таком триггере информация на выходе может быть задержана на один такт по отношению к входной информации.