Реклама:

Многие схемы при необходимости выбирают значение на определенной линии в заданный момент времени и запоминают его. В такой схеме, которая называется триггером (flip-flop), смена состояния происходит не тогда, когда синхронизирующий сигнал равен 1, а при переходе синхронизирующего сигнала с 0 на 1 (фронт) или с 1 на 0 (спад). Следовательно, длина синхронизирующего импульса не имеет значения, поскольку переходы происходят быстро.

Подчеркнем еще раз различие между триггером и защелкой. Триггер запускается перепадом сигнала, а защелка запускается уровнем сигнала. Обратите внимание, что в литературе эти термины часто путают. Многие авторы используют термин "триггер", когда речь идет о защелке, и наоборот1.

Существуют несколько подходов к разработке триггеров. Например, если бы существовал способ генерирования очень короткого импульса на фронте синхронизирующего сигнала, этот импульс можно было бы подавать в Б-защелку. В действительности такой способ существует. Соответствующая схема показана на рис. 3.24, а.

Триггеры

Рис. 3.24. Генератор импульса (а); временная диаграмма для четырех точек на схеме (б)

На первый взгляд может показаться, что выход вентиля И всегда будет нулевым, поскольку функция И от любого сигнала с его инверсией дает 0, но на самом деле ситуация несколько сложнее. При прохождении сигнала через инвертор происходит небольшая, но все-таки не нулевая задержка. Данная схема работает именно благодаря этой задержке. Предположим, мы измеряем напряжение в четырех точках: я, Ь, с и (1. Входной сигнал в точке а представляет собой длинный синхронизирующий импульс (нижний график на рис. 3.24, б). Сигнал в точке Ъ показан над ним. Отметим, что этот сигнал инвертирован и подается

В отечественной литературе термин "защелка" (latch) вообще не используется, говорят о триггерах. Однако при этом вводится понятие Т-триггера, который и является "настоящим" триггером. - Примеч. научн. ред.

с некоторой задержкой. Время задержки зависит от типа инвертора и обычно составляет несколько наносекунд.

Сигнал в точке с тоже подается с задержкой, но эта задержка обусловлена только временем прохождения сигнала (со скоростью света). Если физическое расстояние между точками а и с составляет, например, 20 микрон, тогда задержка на распространение сигнала равна 0,0001 не, что, конечно, незначительно по сравнению с временем прохождения сигнала через инвертор. Таким образом, сигнал в точке с практически идентичен сигналу в точке а.

Когда входные сигналы Ь и с подвергаются операции И, в результате получается короткий импульс, длина которого (А) равна вентильной задержке инвертора (обычно 5 не и ниже). Выходной сигнал вентиля И - данный импульс, сдвинутый из-за задержки вентиля И (верхний график на рис. 3.24, б). Этот временной сдвиг означает только то, что Б-защелка активизируется с определенной задержкой после фронта синхронизирующего импульса. Он никак не влияет на длину импульса. В памяти со временем цикла в 50 не импульс в 5 не (который сообщает, когда нужно выбирать линию V) достаточно короткий, и в этом случае полная схема может быть такой, как на рис. 3.25. Следует упомянуть, что такая схема триггера проста для понимания, но на практике обычно используются более сложные триггеры.

Триггеры

Рис. 3.25. D-триггер

Стандартные обозначения защелок и триггеров показаны на рис. 3.26. На рис. 3.26, а изображена защелка, состояние которой загружается тогда, когда синхронизирующий сигнал СК (от слова clock) равен 1, в противоположность защелке, изображенной на рис. 3.26, б, у которой синхронизирующий сигнал обычно равен 1, но переходит на 0, чтобы загрузить состояние из линии D. На рис. 3.26, в и г изображены триггеры. О том, что это триггеры, а не защелки, говорит уголок на синхронизирующем входе. Триггер на рис. 3.26, в изменяет состояние на фронте синхронизирующего импульса (переход от 0 к 1), тогда как триггер на рис. 3.26, г изменяет состояние на спаде (переход от 0 к 1). Многие (хотя не все) защелки и триггеры также имеют выход Q, а у некоторых есть два дополнительных входа: Set (установка) или Preset (предварительная установка) и Reset (сброс) или Clear (очистка). Первый вход (Set или Preset) устанавливает Q = 1, а второй (Reset или Clear) - Q = 0.

Триггеры

Рис. 3.26. D-защелки и D-триггеры

Защелки || Оглавление || Регистры