Реферат: Виды триггеров

В схеме триггера на рис. 4,а возможны состязания, что является одним из недостатков такой организации блокировки. В данном случае элемент В5 состязается с элементами И-ИЛИ-НЕ основного триггера.

Наличие состязаний является следствием невыполнения пункта 1) — условий надежной работы М-S триггера («в момент t1 осуществляется запрет (блокировка) на передачу информации из триггера М в триггер S»). Следовательно, чтобы убедиться в функциональной надежности триггера, надо выяснить при каких условиях состязания становятся опасными. Поскольку переключение триггера М из состояния 0 (Q=0) в 1(Q=1) и наоборот всегда осуществляется через переходное состояние ==0, то схема триггера (рис. 4, а) будет функционально надежна, если выполняется условие

,

где  — средняя минимальная задержка переключения элементов И-ИЛИ-НЕ триггера М. Иначе говоря, уровень 0 на выходе блокирующего инвертора должен сформироваться раньше, чем триггер М переключиться в инверсное состояние. В противном случае во время действия ТИ может произойти смена состояния во вспомогательном триггере S, что недопустимо, так как устройство должно работать в режиме триггера. Пользуясь понятием относительной длины состязающих цепей ∆, можно записать, что RS-триггер будет функционально надежен, если .

При наличии в составе ИМС группы элементов, отличающихся различным быстродействием, для которых известны значения величин τmax и τmin, выполнение данного условия не представляет каких-либо трудностей. Но если значения задержек элементов неизвестны, схему триггера на рис. 4, а желательно не применять.

Важной особенностью триггеров, выполненных по способу М-S, является то, что они могут быть легко преобразованы в другие типы триггеров, в частности , типов.

Преобразование триггера в счетный триггер (его обозначение показано на рис. 4,г) осуществляется коммутацией выходов  и  триггера к его входам R и S соответственно (на рис. 4,а эта коммутация показана штриховыми линиями).

Для получения триггера достаточно к T-триггеру, полученному на основе триггера, добавить два информационных входа J и K, как это показано на рис. 4, а штриховыми линиями. Если в этом триггере объединить входы J и K и на этот объединенный вход подать сигнал с уровнем 1, то он будет работать в режиме счетного триггера.

Общим недостатком триггеров, построенных по способу M-S с блокирующим инвертором, следует считать наличие явлений состязаний.

К достоинствам таких триггеров можно отнести небольшое число элементов (при выполнении триггеров на элементах И-ИЛИ-НЕ) и, как следствие этого, достаточно высокое быстродействие и малое число переключаемых за период элементов.

М-S-триггеры с запрещающими связями

Блокировка  передачи состояния из триггера М в триггер S во время действия ТИ в данных триггерах осуществляется за счет дополнительных блокирующих связей с выходов вентилей триггера М. Принцип работы таких устройств рассмотрим на примере триггера, схема которого приведена на рис. 5.

В отсутствие ТИ (С=0) на выходах вентилей В1 и В2 уровни 1 и, следовательно, разрешается передача состояния из триггера М в S. При поступлении ТИ (С=1) на выходах вентилей В1 (при S=1 и R=0) или В2 (при S=0 и R=1) формируется уровень 0, запрещающий передачу состояния М в S и устанавливающий триггер М в состояние 1 (Q`=0) или 0 (Q`=0).

По окончании ТИ (С=0), наоборот, сначала запрещается прием кода в триггер М (так как ТИ=0) и только затем, то есть после формирования уровня 1 на выходах вентилей В1 и В2, разрешается передача состояния триггера М в триггер S. Таким образом выполняются условия надежной работы и тем самым гарантируется функциональная надежность устройства. Однако оно имеет одну важную особенность, которую необходимо учитывать в процессе его применения, заключающуюся в том, что если во время действия ТИ информация на одном из входов с единичного управляющего уровня сменяется на нулевой, то на выходах вентилей В2 и В1 сформируется разрешающий сигнал и информация из триггера М перепишется в триггер S. Другими словами, смена информации на входах триггера приводит к нарушению алгоритма работы, так как информация на выходах триггера появляется не после окончания ТИ, а во время его действия, то есть не осуществляется блокировка выходов во время действия ТИ. Рассмотренная схема является схемой триггера с неполной блокировкой выходов, то есть является триггером -типа. Организация триггеров  и типов, построенных на базе триггера, показана на рис. 5 штриховыми линиями.

Важной особенностью этой схемы является то, что в режиме Т-триггера она формирует сигналы «Перенос» и «Заем» (рис. 5, б).

Другой особенностью М-S-триггера является то, что он может работать в качестве асинхронных триггеров  и типов. Это достигается подачей на тактовый вход С уровня 1.

М-S-триггеры с разнополярным тактованиием

Особенностью построения триггеров является то, что основной и вспомогательный триггеры тактируются взаимно инверсными сигналами. Этим обеспечивается надежная блокировка передачи информации в триггер S в момент ее записи в основной, чем и гарантируется высокая функциональная надежность.

Триггер, выполненный по данной схеме, представлен на рис. 6.

Здесь основной и вспомогательный триггеры реализованы на элементах И-ИЛИ-НЕ, причем основной является -триггером, а вспомогательный триггером. В отсутствие ТИ (С=0) закрыты вентили И1, И2 элемента В3 или В4 и состояние триггера М постоянно переписывается в триггер S. Так, если триггер М находится в состоянии `=0, `=1, то будут закрыты вентили И1 и И2 элемента В4, то есть на его выходе уровень 1 и, следовательно, триггер S в этом случае находится в состоянии =0, =1. При поступлении ТИ (С=1) откроется вентиль И1 элемента В3, то есть триггер S запомнит состояние триггера М. Одновременно с процессом хранения информации вспомогательным триггером происходит запись информации в триггер М. Однако информация, записываемая в триггер М во время действия ТИ, не воспринимается триггером S, поскольку уровень 0 на выходе  удерживает в закрытом состоянии вентили И1, И2 элемента В4, то есть осуществляется запрет приема информации триггером S. По окончании ТИ запрет снимается (С=0) и осуществляется прием информации триггером S, который в переходный период проходит через состояние ==1.

Этот триггер, как и все рассмотренные ранее, может быть легко преобразован в триггер  и типов (на рис. 6 показано штриховыми линиями).

Данный триггер обладает минимальным числом элементов и максимальным быстродействием, что является преимуществом перед ранее рассмотренными триггерами. Однако наряду с максимальным быстродействием имеет минимальное значение параметра nQ (нагрузочная способность триггера по выходу) и максимальное значение параметра nc (эквивалент нагрузки триггера по тактовому входу), что ограничивает его эксплуатационные возможности при проектировании более сложных цифровых узлов. Рассматриваемый триггер также не может быть преобразован в асинхронный, что снижает его функциональные возможности. Однако благодаря высокому быстродействию и малому числу элементов он находит достаточно широкое применение.

Страницы: 1, 2, 3, 4