Универсальные jк-триггеры
Второй способ устранения недостатка RS-триггеров (наличие запрещенной комбинации входных сигналов) привел к появлению JK-триггеров. Если в D-триггерах запрещенная комбинация не используется (исключается путем соединения через инвертор S- и R-входов синхронного RS-триггера), то в JK-триггерах она используется в полезных целях: при этой комбинации входных сигналов JK-триггер работает как Т-триггер.
JK-триггеры могут быть построены двумя равноценными способами:
– на основе двухступенчатых синхронных RS-триггеров путем создания условий для инверсного режима при запрещенной комбинации;
– на основе Т-триггеров путем создания дополнительных входов для управления состоянием выходов.
Рассмотрим первый способ, взяв за основы двухступенчатый синхронный RS-триггер. Если в первой ступени использовать трехвходовые логические элементы, а дополнительные входы задействовать для организации обратных связей, как в Т-триггере, то после переименования информационных входов R,S на J,K получим схему JK-триггера, которая приведена на рис. 11, а. Для лучшего понимания работы схемы оба RS-триггера в ней представлены на логических элементах.
Как и в любом двухступенчатом триггере по фронту тактового импульса информация с выходов J и K записывается в первый триггер (на элементах DD1.1 – DD1.4), а по срезу – во второй триггер (на элементах DD2.1 – DD2.4).
| Такт n | Такт n+1 | ||
Jn | Kn | Qn+1 | Реж. работы | |
0 | 0 | Qn | Хранение информации | |
0 | 1 | 0 | Запись 0 | |
1 | 0 | 1 | Запись 1 | |
1 | 1 | n | Счетный режим | |
|
|
|
| |
а | б | |||
Рис. 11. Схема JK-триггера (а) и таблица его работы (б) | ||||
Функционирование JK-триггера отражено в таблице его работы, приведенной на рис. 11, б, из которой видно, что при трех комбинациях входных сигналов (J = K = 0; J = 1, K = 0; J = 0, K = 1) JK-триггер работает как синхронный RS-триггер, т.е. обратные связи не влияют на его работу, а при комбинации J = K = 1 JK-триггер выполняет функции Т-триггера. Условное графическое обозначение JK-триггера приведено на рис. 12, а.
Среди всех триггеров JK-триггер является универсальным в том смысле, что он при некоторой доработке может выполнять роль RS-, T-, D-триггеров. В режиме тактируемого RS-триггера JK-триггер будет работать при J = S, K = R и запрещенной комбинации J = K = 1. Организация JK-триггера в режимах D-триггера и Т-триггера показана на рис. 12 (б) и (в) соответственно.
|
|
|
|
а | б | в | г |
Рис. 12. Условное графическое обозначение JK-триггера (а); схема D-триггера на основе JK-триггера (б); схема Т-триггера на основе JK-триггера (в); JK-триггер микросхемы К155В1 (г) | |||
Поскольку JK-триггеры являются наиболее универсальными из всех триггеров, то они выпускаются в виде микросхем в составе практически всех цифровых серий. Как правило, в микросхеме объединяются несколько триггеров, которые имеют общие выводы цепей питания и управления. На многотриггерных микросхемах можно строить более сложные последовательностные устройства: регистры, счетчики, делители частоты, сверхоперативную память и др. По этой причине интегральные триггеры снабжены асинхронными входами для начальной установки триггера в требуемое состояние. Эти асинхронные входы по отношению к другим входам триггера обладают приоритетом. Наиболее часто они управляются логическим нулем.
Для того, чтобы обеспечить построение логических цепей в схемах с триггерами, у многих микросхем предусмотрено несколько одноименных входов. Так, например, JK-триггер в составе микросхемы К155ТВ1 имеет три входа J и три входа К, объединенные логикой 3И (рис. 12, г):
J = J1· J2· J3; К = K1·K2·K3.