Основные логические элементы.

Теоретические сведения

Все цифровые вычислительные устройства построены на элементах, которые выполняют те или иные логические операции.

АЛ имеет дело с логическими переменными, которые могут принимать только два значения (ИСТИНА и ЛОЖЬ, TRUE и FALSE, ДА и НЕТ, 1 и 0). Наиболее распространено последнее обозначение. При этом 1 и 0 нельзя трактовать как числа, над ними нельзя производить арифметические действия.

Логические переменные хорошо описывают состояния таких объектов, как реле, тумблеры, кнопки, т.е. объектов, которые могут находиться в двух четко различимых состояниях: включено - выключено. Чаще более высокий, или просто ВЫСОКИЙ (HIGH) уровень принимается за логическую единицу, а более низкий, или просто НИЗКИЙ (LOW),- за логический нуль.

Функции АЛ принимают значения 1 или 0 в зависимости от значений своих аргументов. Одна из форм задания логической функции - табличная. Таблицы, отображающие соответствие всех возможных комбинаций значений двоичных аргументов значениям логической функции, называют таблицами истинности.

Как бы ни была сложна логическая связь между логической функцией и ее аргументами, эту связь всегда можно представить в виде совокупности трех простейших логических операций: НЕ, И, ИЛИ. Этот набор называют булевским базисом, в честь английского математика Д.Буля (1815-1864), разработавшего основные положения АЛ.

Функция НЕ (другие названия: отрицание, инверсия) - это функция одного аргумента. Она равна 1, когда ее аргумент равен 0, и наоборот. Обычное обозначение Q= . Встречаются и другие обозначения Q=НЕ , Q= . Читается «Q есть не а».

Электронный логический элемент (ЛЭ), реализующий функцию НЕ в виде определенных уровней напряжения, называют инвертором. Инвертор на схемах изображается, как показано на рис. 1.3,а. Вход- слева, выход- справа, кружок- символ инверсии. Условное изображение инвертора (или любого другого ЛЭ) на схеме может быть повернуто на 90° (вход- сверху, выход- снизу, рис. 1.3,б). Другие углы поворота и направления входов и выходов не допускаются.

В релейно-контактной технике функцию НЕ реализует нормально замкнутый контакт (рис. 1.3,в), т.е. такой контакт реле, который замкнут, пока в обмотке нет токового сигнала , и размыкается при подаче тока .

Функция И (другие названия: конъюнкция, логическое умножение, AND)- это функция двух или большего числа аргументов.

Обозначение: Q=a&b; Q=aÙb; Q=a×b; Q=ab. Читается «Q есть a и b».

Функция И равна 1 тогда и только тогда, когда все ее аргументы равны 1. В релейно-контактной технике функция И реализуется последовательным включением нормально разомкнутых контактов (рис. 1.4,а). Ток в цепи пойдет, когда контакты замкнуты, т.е. находятся в единичном состоянии.

Значения функции И для всех комбинаций аргументов a и b приведены в таблице 1.1. Там же приведены значения и других часто используемых функций, о которых речь будет вестись ниже.

Элемент, реализующий функцию И, называют элемент И или конъюнктор. Элемент И часто используют для управления потоком информации.

Функцию И можно построить от любого числа аргументов. На рис. 1.2,б и в показаны условные изображения двух- и четырехвходового конъюнкторов.

Рис. 1.4. Конъюнктор- а) реализация операции И на контактах реле; б) условное изображение двухвходового конъюнктора 2И (AND2); в) то же для четырехвходового- 4И (AND4).

Функция ИЛИ (другие названия: дизъюнкция, логическое сложение, OR)- это функция двух или большего числа аргументов. Функция ИЛИ равна 1, если хотя бы один из ее аргументов равен 1. Обозначение: Q=aÚ b, Q=a+b.

Условное изображение трехвходового дизъюнктора (3ИЛИ, OR3) показано на рис. 1.5,а. В релейно-контактных схемах функция ИЛИ реализуется параллельным включением контактов (рис. 1.5,б)

Рис. 1.5. Дизъюнктор - а) условное изображение; б) реализация ИЛИ на контактах

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Кафедра “Информационно-измерительной техника и технологии”

Ширин И.Я.

СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХ И ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

(учебное пособие)

Основные логические элементы.

Общие сведения. Логические элементы работают с двоичным кодированием информации, которое характеризуется двумя уровнями напряжения двоичной переменной, обозначаемыми цифрами 1 (высокий) и 0 (низкий уровень). В зависимости от уровня напряжения, при котором воспринимается или вырабатывается информация, различают прямые и инверсные входы и выходы ЛЭ. Прямым считается такой вход (или выход), на котором двоичная переменная имеет значение 1, когда уровень напряжения на этом входе (выходе) соответствует состоянию, принятому за 1. Если двоичная переменная на входе (выходе) имеет значение 1 при уровне напряжения на нем, соответствующем состоянию, принятому за 0, то такой вход (выход) называется инверсным.

Логические элементы обычно выполняются на ИМС, в которых используется положительная (позитивная) логика, когда логической единице соответствует высокий потенциальный уровень, а логическому нулю — низкий потенциальный уровень. Если логической единице соответствует низкий потенциальный уровень, а логическому нулю — высокий, такую логику называют отрицательной, или негативной. Очевидно, что входы и выходы, являющиеся прямыми в положительной логике, будут инверсными в отрицательной логике, и наоборот.

На принципиальных схемах ЛЭ изображаются в виде прямоугольника (таблица .5.2). В верхней части прямоугольника указывается символ функции: 1 — для логических функций НЕ и ИЛИ и & — для логической функции И. Входы и выходы изображаются линиями, проведенными перпендикулярно к боковым сторонам прямоугольника (входы — с левой стороны, выходы — с правой). Если вход или выход является инверсным, то в месте пересечения изображающей его линии со стороной прямоугольника ставится кружок. В таблице 5.2. приведены буквенные и графические обозначения основных логических элементов, их таблицы истинности и примеры технической реализации.

 

Таблица 5.2 Простейшие логические элементы.

Тип операций	Обозначение элемента	Таблица истинности	Пример технической реализации
буквенное	графическое
НЕ	ЛН		X Y
ИЛИ	ЛЛ		X1 X2 Y
И	И		X1 X2 Y
ИЛИ-НЕ	ЛЕ		X1 X2 Y
И-НЕ	ЛА		X1 X2 Y

 

На входах и выходах могут действовать импульсные или постоянные напряжения, соответствующие логическим значениям 0 и 1. В связи с этим различают импульсные и потенциальные ЛЭ.

Триггеры

 

6.1. Общие сведения.Триггерами, или спусковыми устройствами, называют устройства, имеющие два состояния устойчивого равновесия. Каждое из этих состояний может сохраняться сколь угодно длительное время. Переход из одного состояния устойчивого равновесия в другое осуществляется скачком под воздействием внешнего управляющего напряжения.

Перепады выходного напряжения или устойчивые состояния триггера можно принять в качестве логической информации «0» и «1». Поэтому триггер можно использовать в качестве запоминающего устройства, которое хранит один разряд числа, представленного в двоичном коде.

Триггеры подразделяются на две группы — статические и динамические. Статическими называют триггеры, у которых каждое состояние характеризуется неизменным уровнем (потенциалом) выходного напряжения. Статические триггеры называют также потенциальными. В динамических триггерах одно из состояний (обычно единичное) характеризуется наличием на выходе непрерывной последовательности импульсов определенной частоты, а другое (нулевое) — отсутствием импульсов.

Статический триггер реализуется на двухкаскадном усилителе с положительной ОС. Каждый усилитель образует одно плечо триггера. Если оба плеча обладают симметрией по схемотехнике и по параметрам входящих в них элементов, то такой триггер называют симметричным. Если симметрия отсутствует, то триггер называется несимметричным.

Интегральные триггеры используются как самостоятельные устройства и, кроме того, входят в состав различных функциональных устройств: счетчиков, регистров, запоминающих устройств и т.п. Современные интегральные триггеры часто строятся на основе нескольких логических элементов, объединенных в одну микросхему. Они могут иметь несколько входов и различаться способами ввода входной информации.

На схемах входы триггера обозначают буквами латинского алфавита в соответствии с табл. 6.1. По названиям информационных входов называют и триггеры: RS-триггер, D-триггер, JK-триггер и др.

В зависимости от схемы управляющего устройства триггеры делятся на синхронные и асинхронные. Асинхронные триггеры имеют только информационные (логические) входы, и в них запись информации осуществляется в момент ее поступления. В синхронных триггерах запись информации, поступившей на информационные входы, происходит только при поступлении на синхронизирующий (тактирующий) вход дополнительного командного импульса. Синхронные триггеры могут иметь и асинхронные входы, которые обычно служат для установки триггера в нужное исходное состояние.

Асинхронные триггеры используются в качестве коммутаторов, ключей, счетчиков импульсов, делителей частоты повторения импульсов и т.п. Синхронные триггеры применяются в вычислительной и цифровой технике.

Таблица 6.1. Функциональное назначение входов триггера

Условное обозначение

Назначение

S R J K T D   V C

Информационные входы   Вход для раздельной установки триггера в состояние 1 Вход для раздельной установки триггера в состояние 0 Вход для установки в состояние 1 JK-триггера Вход для установки в состояние 0 JK-триггера Счетный вход триггера Вход для установки триггера в состояния 0 или 1   Управляющие входы   Подготовительный вход для разрешения приема информации Подготовительный вход для осуществления приема информации. Вход синхронизации

 

Триггеры, переключающиеся по уровню входных сигналов, называют триггерами со статическим управлением, а по фронтам и срезам — триггерами с динамическим управлением.

Рис. 6.1. Условные обозначения триггеров

 

На схемах триггер изображают прямоугольником, разделенным вертикальной линией на две части (рис. 6.1.): правая часть — основное поле, левая — дополнительное. В основном поле помещается буква Т, а в дополнительном у каждого входа пишется буква (метка), указывающая на его функциональное назначение в соответствии с табл. 6.1. Статические прямые входы и выходы отображают прямыми линиями без каких-либо индикаторов, а инверсные имеют дополнительный индикатор в виде маленького кружка на стороне прямоугольника (рис. 6.1, а). Динамические входы обозначают небольшими треугольниками. У прямых динамических входов, вызывающих «опрокидывание» триггера при изменении уровня сигнала от 0 к 1, острие треугольника направлено внутрь поля (рис. 6.1, б), а у инверсных, вызывающих опрокидывание триггера при изменении уровня сигнала от 1 до 0, — наружу (рис. 6.1, в).

У триггера может быть несколько информационных входов, связанных в группы операциями И либо ИЛИ. Группа входов, связанная операцией И, в дополнительном поле помечается символом логического умножения. Группа входов, связанная операцией логического сложения ИЛИ, дополнительных символов в условном обозначении не имеет (рис. 6.1, г).

 

6.2. Симметричный триггер на биполярных транзисторах.Упрощенная принципиальная схема симметричного транзисторного триггера приведена на рис. 6.2, а,а его временные диаграммы — на рис. 6.2, б. Если допустить, что после подачи напряжения источника на триггер оба транзистора VТ1 и VТ2 оказались открытыми, то вследствие даже незначительного отличия параметров элементов первого и второго плеч появятся различия в коллекторных токах и напряжениях, которые благодаря действию положительной ОС будут увеличиваться до тех пор, пока один из транзисторов не закроется, а другой не перейдет в режим насыщения.

Рис.6.2. Схема симметричного триггера (а) и графики напряжений на его входах и выходах

 

Если после подачи напряжения транзистор VТ1 оказался в режиме насыщения, а транзистор VТ2 — в режиме отсечки, то первый отрицательный импульс, поступивший на базу VТ1, вызывает уменьшение тока и увеличение напряжения . Скачок напряжения поступает на базу транзистора VТ2.

Это приводит к увеличению тока и уменьшению напряжения , которое передается на базу VТ1.

В результате действия положительной ОС транзистор VТ1 запирается, а транзистор VТ2 отпирается и переходит в режим насыщения. Такое состояние триггера сохраняется до прихода отрицательного импульса на базу транзистора VТ2 (второй вход). Уменьшение напряжения вызывает уменьшение тока и увеличение напряжения . Создаются условия для нового срабатывания триггера.

Транзистор VТ1 открывается и переходит в режим насыщения, а транзистор VТ2 запирается. В таком состоянии триггер будет находиться до поступления на первый вход следующего отрицательного импульса, который вызовет его «опрокидывание» в первое устойчивое состояние, и т. д.

Напряжения на коллекторах транзисторов служат выходными сигналами триггера. Из приведенных графиков и принципа работы следует, что уровни сигналов на выходах являются взаимно инверсными и по состоянию одного выхода можно судить о состоянии другого. Один из выходов называют прямым и обозначают буквой . Другой выход — инверсный — обозначается . В силу симметрии схемы прямым или инверсным может быть назначен любой выход триггера.

Состояние триггера называют единичным, если на прямом выходе имеется уровень напряжения, соответствующий логической единице, а на инверсном — логическому нулю, т.е. при , .

Вход, на который подается сигнал, устанавливающий триггер в состояние 1, обозначают буквой S. Вход, на который поступает сигнал, устанавливающий триггер в состояние 0 ( , ), обозначают R (от англ. set — установка и reset — сброс). Такой триггер с раздельным запуском получил название RS-триггера.

 

6.3. RS-триггеры на логических элементах.Асинхронные RS-триггеры являются простейшими и выполняются на двух двухвходовых логических элементах типа И — НЕ либо ИЛИ — НЕ.

Асинхронные RS-триггеры на ЛЭ ИЛИ — НЕ. Асинхронный RS-триггер на двух логических элементах ИЛИ — НЕ (рис. 6.3, а) содержит два информационных входа и , на которых возможны четыре комбинации логических сигналов: ; ; и .

Рис.6.3. Схема (а) и условное обозначение (б) асинхронного RS-триггера

на ЛЭ ИЛИ - НЕ с прямым управлением

 

Этим комбинациям соответствуют определенные сигналы на выходах триггера и , что отображается таблицей состояний триггера (табл. 6.2). В ней приняты следующие обозначения: и - моменты времени до и после срабатывания триггера; и - сигналы на информационных входах в момент ; и - сигналы на прямом выходе в моменты времени и .

На основании таблицы состояний и карты Карно можно получить выражение для логической (переключательной) функции для RS-триггера с прямым входом, которая имеет вид:

(6.1)

 

Таблица 6.2. Состояния -триггера с прямым управлением

		x

 

Из таблицы состояний и выражения (6.1) видно, что первая комбинация входных сигналов не вызывает изменения состояния триггера. Действительно, если к моменту времени состояние триггера характеризовалось сигналами , , то в момент на входах верхнего ЛЭ будут действовать нулевые сигналы, и на его выходе будет логическая 1 ( ). В это же время на верхнем входе нижнего ЛЭ будет логическая 1, на нижнем входе — логический 0, в результате чего на его выходе будет поддерживаться логический 0 ( ). Аналогично можно показать, что при данной комбинации входных сигналов состояние триггера, соответствующее выходным сигналам , и , также не изменится. По этой причине комбинацию входных сигналов называют режимом памяти.

Комбинация входных сигналов переводит RS-триггер в единичное состояние: , , если он перед этим находился в нулевом состоянии ( , ). Если же RS-триггер в момент времени находился в единичном состоянии ( , ), то данная комбинация подтверждает это состояние ( , ). Поэтому вход называют единичным входом.

Комбинация входных сигналов обеспечивает нулевое состояние триггера. Действительно, если , , то при поступлении сигналов и на одном входе верхнего ЛЭ появится логическая 1. Это вызовет появление на его выходе логического 0 ( ), и на обоих входах нижнего ЛЭ будут логические нули, а на его выходе — логическая единица. Если же триггер находился в нулевом состоянии ( , ), то комбинация входных сигналов состояние триггера не изменит, так как на обоих входах верхнего ЛЭ будут логические единицы, а нижнего ЛЭ — логические нули, подтверждающие выходные сигналы , . По этой причине вход называют нулевым входом.

При комбинации входных сигналов на обоих выходах триггера появятся логические нули ( , ). Если вслед за этим последует нейтральная комбинация входных сигналов ( ), то триггер с равной вероятностью примет единичное или нулевое состояние. Поэтому комбинацию входных сигналов для рассматриваемого RS-триггера называют запрещенной и в таблице состояний отображают буквой х.

В рассмотренном триггере переключение состояний осуществляется единичными сигналами. Такой триггер называют триггером с прямым управлением и обозначают так, как показано на рис. 6.3, б.

Асинхронные RS-триггеры на ЛЭ И — НЕ. Асинхронный RS-триггер можно выполнить и на двух двухвходовых ЛЭ И —НЕ (рис. 6.4, а).

Рис. 6.4. Схема (а) и условное обозначение (б) асинхронного RS-триггера на логических элементах И — НЕ с инверсным управлением

 

В отличие от RS-триггера на ЛЭ ИЛИ — НЕ переключения данного триггера осуществляются сигналами логического 0. Такой триггер называют триггером с инверсным управлением ( -триггер). На функциональных схемах переключающие входы -триггера снабжаются индикаторами инверсии, а к буквенным обозначениям входов добавляются знаки отрицания (рис. 6.4, б). Состояния триггера в зависимости от комбинаций входных сигналов приведены в табл.6.3, а его логическая (переключательная) функция имеет вид:

(6.2)

 

Таблица 6.3. Состояния -триггера с инверсным управлением

		x

 

Из таблицы состояний (6.3) и выражения (6.2) следует, что комбинация входных сигналов является нейтральной, а — запрещенной.

Если ко входам -триггера добавить два инвертора (рис. 6.4, в), то получится -триггер, подобный триггеру на элементах ИЛИ — НЕ. Асинхронные -триггеры используются в качестве ячеек памяти в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ) статического типа (например, ИМС К155РУ1).

Синхронные -триггеры на ЛЭ И — НЕ. На рис. 6.5, а приведена структурная схема синхронного -триггера со статическим управлением на ЛЭ И — НЕ. Собственно триггер выполнен на элементах и , а элементы и образуют устройство управления. Кроме информационных входов и , устройство управления имеет синхронизирующий, или тактовый, вход , связанный с входами и операциями И — НЕ. Поэтому информация с входов и передается на собственно триггер только при .

Рис. 6.5. Схема (а) и условные обозначения (б, в) синхронного -триггера на логических элементах И -НЕ

 

Собственно триггер управляется внутренними сигналами и . Переключения осуществляются нулевыми уровнями этих сигналов так же, как в триггере на рис. 6.4, а. Так как ЛЭ и осуществляют инверсию входных сигналов и , то нулевым уровням сигналов и должны соответствовать единичные уровни внешних информационных сигналов и . Работа триггера определяется таблицей состояний (6.4) и его логической (переключательной) функцией:

(6.3)

Рассмотрим работу синхронного -триггера, приняв . Если , то ЛЭ и закрыты и . Такая комбинация внутренних сигналов и является нейтральной для собственно триггера, и он сохраняет свое состояние . Это состояние не изменяется при любых значениях информационных сигналов и . С приходом синхронизирующего импульса ( ) на входах ЛЭ будет действовать логическая 1, вследствие чего и . Так как (поскольку и ), то на входы ЛЭ поступят сигналы и и на его выходе будет сигнал . Такое состояние будет сохраняться и после прекращения действия синхронизирующего импульса, так как при для собственно триггера опять возникнет нейтральная комбинация .

Обратный переброс триггера в состояние произойдет в момент действия следующего синхронизирующего импульса при наличии на информационных входах сигналов . Комбинация входных сигналов для рассмотренного триггера является недопустимой, так как при возникнет недопустимая комбинация , создающая неопределенное состояние на выходах триггера: .

Условное обозначение рассмотренного синхронного -триггера с двумя информационными и одним синхронизирующим входами дано на рис. 6.5, б.

 

 

Таблица 6.4. Состояния синхронного -триггера с прямым управлением

			x

 

Если на дополнительные входы элементов и (на рис. 6.5, а они показаны пунктиром) подавать сигналы и , то можно осуществлять асинхронную установку триггера в состояния 0 и 1, минуя информационный и синхронизирующий входы. При этом функционирование триггера будет определяться состояниями, соответствующими состояниям триггера с инверсным управлением (см. табл. 6.3). Условное обозначение синхронного триггера с дополнительными входами, позволяющими осуществлять асинхронное управление его работой, показано на рис, 6.5, в.

При синхронной работе триггера на его дополнительных входах должна поддерживаться нейтральная комбинация .

Синхронные -триггеры с инверсным управлением на ЛЭ ИЛИ — НЕ. Синхронный -триггер можно построить и на ЛЭ ИЛИ — НЕ (рис. 6.6). Управление работой такого триггера осуществляется сигналами нулевого уровня или при в соответствии с табл. 6.3. Запрещенной комбинацией входных сигналов является комбинация при . Действительно, в этом случае на обоих входах ЛЭ и действует логическая 1 ( , , ) . При этом на обоих выходах ЛЭ и будет логическая 1.

Рис. 6.6. Схема (а) и условное обозначение (б) синхронного -триггера на логических элементах ИЛИ — НЕ

 

В синхронных -триггерах изменения состояний при наличии разрешающего синхронизирующего импульса происходят так же, как и в асинхронных. Поэтому смена сигналов на информационных входах должна производиться только в паузах между синхронизирующими импульсами, чтобы не произошло нарушения его работы.

6.4. D-триггеры. -триггеры имеют один информационный вход и могут быть асинхронными или синхронными. Наибольшее применение получили синхронные -триггеры. Простейший синхронный -триггер (рис. 6.7, а) выполнен на ЛЭ и типа И — НЕ по схеме -триггера и является ячейкой памяти. Логические элементы и образуют схему управления.

Рис. 6.7. Схема (а) и условное обозначение (б) -триггера на логических элементах И — НЕ

 

Сигнал на выходе -триггера принимает такое же значение, какое имеется на информационном входе во время действия синхронизирующего импульса. Это значение хранится (запоминается) в триггере до прихода следующего синхронизирующего импульса, так как в паузах между синхронизирующими импульсами на входах ячейки памяти действует нейтральная комбинация сигналов . Следовательно, в -триггере осуществляется задержка на один такт сигнала, поступающего на информационный вход . Поэтому -триггер называют триггером задержки.

В -триггере вместо ЛЭ И— НЕ можно использовать ЛЭ ИЛИ —НЕ. В последнем случае для синхронизации потребуются импульсы нулевого уровня.

Если требуется задержка записанной информации более чем на один такт, применяют -триггер, отличающийся от -триггера наличием дополнительного информационного входа (от англ. valve — вентиль, клапан), как показано на рис. 6.8, а. Когда =1, триггер работает как -триггер. При =0 ЛЭ и закрыты при любых комбинациях сигналов на входах и , и в ячейке памяти хранится информация, записанная в предыдущем такте.

Рис. 6.8. Схема (а), условное обозначение (б) -триггера и схема двухтактного триггера (в)

 

На рис. 6.8, в приведена схема однофазного двухтактного триггера на ЛЭ 2И — ИЛИ. Запись логической 1 в этом триггере осуществляется через ЛЭ И2 при одновременном действии сигналов на входах и . После окончания действия сигналов и (или одного из них) единичное состояние триггера удерживается логическим элементом И1, на входе которого действуют сигналы и . Установка триггера в состояние логического нуля осуществляется подачей на вход логической 1 (при этом ).

Как устройства запоминания двоичной информации - и -триггеры применяются при построении регистров, счетчиков и других узлов цифровой техники.

 

6.5. JK-триггеры.JK-триггер функционирует подобно -триггеру, с той лишь разницей, что не имеет запрещенной комбинации входных сигналов. Вход выполняет роль входа , а вход — роль входа . При входной комбинации , эквивалентной запрещенной комбинации для -триггера, состояние -триггера изменяется на противоположное.

Одноступенчатый -триггер. Структурная схема -триггера показана на рис. 6.9, а. На ЛЭ и выполнена ячейка памяти, представляющая -триггер. Элементы и образуют схему управления, а и осуществляют задержку сигналов, поступающих на входы ячейки памяти. Особенностью -триггера является наличие цепей обратной связи с выходов на входы, поэтому его состояние зависит не только от входных сигналов и , но и от сигналов на выходах и .

Работа JK-триггера определяется таблицей состояния (6.5) и логической (переключательной) функцией:

(6.4)

Если , то независимо от сигналов и на выходах ЛЭ и будет нейтральная комбинация , сохраняющая информацию в ячейке памяти. При и по-прежнему промежуточный сигнал , а значение сигнала зависит от состояния ячейки памяти. Если и , то на входе ЛЭ будут сигналы , и . Состояние ячейки памяти не изменится. Если же , а , то , на выходе ЛЭ образуется сигнал , а на выходе ЛЭ — сигнал . Аналогичным образом при и в ячейку памяти записывается логический нуль, если она находилась в состоянии логической единицы, или подтверждается ее нулевое состояние.

Рис. 6.9. Схема (а) и условное обозначение (б) асинхронного -триггера

 

Пусть теперь и , а . Это приведет к установлению , в результате чего состояние ЛЭ изменится на значение и состояние ЛЭ — на значение . При и , , будет , вследствие чего на выходе ЛЭ возникнет , а на выходе ЛЭ — сигнал . Таким образом, независимо от того, в каком состоянии находился -триггер при комбинации входных сигналов происходит его переброс — изменение состояния на противоположное.

Элементы задержки и служат для задержки времени поступления сигналов ОС с выходов триггера на входы ЛЭ и . Эти сигналы и поступают на ЛЭ и после окончания действия входных сигналов и , т.е. когда . Отсутствие элементов задержки вызвало бы многократное срабатывание триггера — генерацию. Сигналы и должны быть кратковременными, что достигается управ­лением работой ЛЭ и по фронту или срезу импульсов. Следовательно, в -триггере используется динамическое управление записью информации, что и подчеркивается в его условном изображении (рис. 6.9, б).

 

Таблица. 6.5. Состояния асинхронного -триггера

 

Синхронный -триггер имеет такую же структуру, что и асинхронный. Отличие состоит в том, что входные элементы И-НЕ имеют три входа. Входы C объединены и используются для подачи тактовых сигналов. Переключение триггера при наличии соответствующего входного сигнала происходит в момент окончания тактового импульса. Работа синхронного -триггера определяется таблицей состояний (6.6) и логической функцией:

 

(6.5)

 

Таблица. 6.6. Состояния синхронного -триггера