Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
определенного времени, а именно, до переключения на выходе, и входы
должны блокироваться после того, как состояние триггера действительно
изменяется.
Эти временные характеристики позволяют избежать неопределенности на
выходах при быстрых изменениях на входах и позволяют включать триггеры
один за другим в качестве регистра сдвига или счетчика. Прозрачные
защелки не работают в такой ситуации, поскольку исходный входной импульс
тут же "проскочит" по всей цепочке во время действия первого тактового
импульса, не запоминаясь ни в одном триггере.
На рис. 13.24 показан один из способов избежать такого "проскакива-ния":
два /А'-триггера объединяются в конструкцию, работающую по принципу
ведущий-ведомый. В течение времени, когда СР имеет высокий уровень,
триггер FF1 реагирует на входы Л и XI. Когда уровень СР становится
низким, уровень сигнала СР2 благодаря инвертору становится высоким, давая
возможность триггеру FF2 перейти в новое состояние; при этом состояние
"ведущего" триггера FF1 передается в "ведомый" триггер FF2, что находит
свое отражение в сигналах на основных выходах Q и Q . В то же время,
когда
Последовательностные логические схемы: триггеры и память 389
на входе СР низкий уровень, триггер FF1 заблокирован по входам / и К, что
предотвращает возможность "проскакивания". Итак, наш временной критерий
выполнен: значения входных сигналов "читаются" на положительном фронте
тактового импульса, а сигналы на выходах изменяются на отрицательном
фронте.
Рис. 13.24. Двухтактный JK-триггер (триггер типа ведущий-ведомый).
Хотя триггеры типа ведущий-ведомый применяются очень широко, здесь
уместно небольшое предостережение. Несмотря на то, что значение выходных
сигналов может изменяться только на отрицательном фронте тактового
сигнала, состояние, в котором в действительности оказывается триггер,
может иногда удивить неосторожного разработчика. Дело в том, что триггер
FF1 реагирует на значение входных сигналов / и К в течение всего времени,
пока сигнал на входе СР имеет высокий уровень, в связи с чем появление
"единиц" на входах / и К на этом отрезке времени передается на выходы Q\
и QI и затем изменит состояние ведомого триггера на отрицательном фронте
тактового импульса, причем это произойдет даже в том случае, когда / и К
имеют низкий уровень, не влияющий на состояние триггера, как на
положительном, так и на отрицательном фронтах тактового импульса. Поэтому
совершенно необходимо, чтобы состояние входов / и К оставалось неизменным
пока на входе СР имеется высокий уровень, чтобы работа триггера была
предсказуемой. Этот тип триггера, представленный микросхемами 7473, 7476
и 74107 (аналог 555ТВ6 - Прим. перев.), называется триггером с импульсным
переключением и имеется очевидная причина называть его также
самозащелкивающийся триггер типа ведущий-ведомый. Риск непредсказуемой
работы минимизируется путем применения тактовой последовательности с
малой длительностью положительных импульсов.
Большинство общеупотребительных триггеров, таких как в серии 74LS,
включают дополнительное усовершенствование, делающее их чувствительными
исключительно к перепаду входного сигнала. Как правило, их делают
переключающимися по отрицательному фронту, когда значения сигналов на
входах не "читаются", пока не начнется отрицательный перепад тактового
импульса, значение сигналов на выходах изменяется позже в пределах того
же самого отрицательного перепада. На рис. 13.25 показано, как можно
обнаружить отрицательный перепад в тактовом сигнале и преобразовать его в
короткий положительный импульс с помощью простого /^-триггера и
390 Цифровые логические схемы
схемы ИЛИ-HE. Сигнал СР подан на вход R (сброс) и через инвертор на вход
S (установка). Выходной импульс появляется на выходе схемы ИЛИ-НЕ, на
один вход которой поступает сам входной сигнал СР, а на другой - сигнал с
выхода триггера Q. На отрицательном перепаде сигнала СР на обоих входах
выходной схемы ИЛИ-HE в течение короткого времени присутствуют логические
0: один непосредственно от СР, а другой с выхода Q, пока из-за конечного
времени задержки в /?5-триггере сигнал на этом выходе не перейдет на
высокий уровень в ответ на перепад в сигнале СР. В результате на выходе
схемы появляется положительный импульс, который можно применять как
входной сигнал СР для триггеров типа ведущий-ведомый.
Рис. 13.25. Схема обнаружения отрицательного фронта тактового импульса.
Эту полезную схему выделения перепада можно рассматривать как утонченный
вариант простой дифференцирующей ЛС-цепи, применяемой для переключения
триггера на дискретных компонентах (рис. 12.13). Эта схема, однако, имеет
важное преимущество, состоящее в том, что она чувствительна исключительно
к уровню, длительность и амплитуда импульса на выходе не зависят от
времени нарастания и спада входного импульса. В типичных триггерах с
динамическим входом значения сигналов на входах J и К следует
поддерживать неизменными только в течение короткого времени подготовки
