Основні схеми включення тригерів
Говорячи про областях застосування тригерів, ми будемо розглядати виключно D-тригери, так як в більшості випадків RS- і JK -тригер можуть бути замінені D-тригерами без погіршення яких би то ні було параметрів схеми. Приклади такої заміни показані на рис. 7.5.
RS-тригер виходить з D-тригера, якщо в D-тригері не використовувати входи C і D, наприклад, з'єднати їх із загальним проводом (а).
Мал. 7.5. Включення D-тригера для заміни RS-тригера (а) і JK-тригера в рахунковому режимі (б)
Складніше йде справа з заміною JK-тригера. в якому передбачено більше можливостей, ніж у D-тригері. Однак зазвичай два інформаційних входи JK-тригера не так вже й потрібні. А що стосується рахункового режиму, в якому, мабуть, найбільш часто працюють JK -тригер, то він легко реалізується на D-тригері в результаті об'єднання інформаційного входу D з інверсним виходом (б). При цьому по кожному позитивному фронту сигналу С тригер буде змінювати свій стан на протилежне: нуль на прямому виході буде змінюватися одиницею і навпаки. Тобто частота вхідного сигналу тригера буде менше частоти вхідного тактового сигналу С в два рази.
Відзначимо також, що для реалізації рахункового режиму найчастіше використовуються не тригери, а лічильники, які будуть розглянуті в наступній лекції.
Особливості тригерів обумовлюють найбільш широкий діапазон схем їх включення для вирішення найрізноманітніших завдань.
Наприклад, за допомогою тригера (будь-якого типу) дуже просто і ефективно вирішується завдання усунення впливу брязкоту контактів механічних перемикачів (рис. 7.6). Правда в даному випадку необхідний тумблер (або кнопка) з трьома висновками, один з яких по черзі підключається до двох інших. При цьому перший негативний імпульс на вході -R перекидає тригер в стан нуля, а перший негативний імпульс на вході -S - в стан одиниці. Наступні ж імпульси на обох цих входах, викликані дребезгом контактів, вже ніяк не впливають на тригер. Нижня (по малюнку) положення вимикача відповідає нулю на виході тригера, а верхнє - одиниці.
Мал. 7.6. Придушення брязкоту контактів вимикача за допомогою тригера
Основне застосування тригери знаходять в тих випадках, коли треба сформувати сигнал, тривалість якого відповідає тривалості якийсь виконуваної операції, якогось тривалого процесу в схемі. Вихідний сигнал тригера при цьому може розв'язувати це самий процес, а може інформувати інші вузли пристрою про те, що процес йде (або, як кажуть, служити прапором процесу). Наприклад, в схемі на рис. 7.7 на початку процесу (операції) за сигналом "Старт" тригер перекидається в одиницю, а в кінці процесу (операції) за сигналом "Стоп" - назад в нуль.
Мал. 7.7. Використання тригера в якості прапора процесу
Для сигналів "Старт" і "Стоп" можна, звичайно, використовувати входи тригера -R і -S. Однак більш правильним і універсальним рішенням буде вибір пари входів С і -R або С і -S, що запобіжить неоднозначність поведінки тригера при одночасному прихід сигналів "Старт" і "Стоп". Якщо використовуються входи С і -R, то на вхід D треба подати одиницю, а якщо застосовуються входи С і -S, то на вхід D треба подати нуль. Таке рішення зручно ще й тим, що в якості одного з сигналів "Старт" і "Стоп" може виступати не рівень, а фронт. Саме цей фронт (в потрібній полярності) і треба подати в цьому випадку на тактовий вхід тригера С.
Друга найважливіша область застосування тригерів - синхронізація сигналів.
Наприклад, тригер дозволяє найбільш просто позбутися від паразитних коротких імпульсів на виходах комбінаційних схем, що виникають при майже одночасну зміну декількох вхідних сигналів (рис. 7.8). Для синхронізації в даному випадку необхідно мати синхросигнал (сінхропереход), який супроводжує вхідні інформаційні сигнали (вхідний код) і затриманий щодо моменту зміни цих сигналів на час t з, більше затримки комбінаційної схеми. При подачі цього синхроимпульса на вхід С тригера, а вихідного сигналукомбінаційної мікросхеми (Вих. 1) на вхід D тригера на виході тригера отримуємо сигнал (Вих. 2), повністю вільний від паразитних імпульсів.
Мал. 7.8. Синхронізація за допомогою тригера
Більш того, в разі, коли вхідний код комбінаційної схеми змінюється регулярно, періодично, фронт синхросигналу може навіть збігатися з моментом зміни вхідного коду (рис. 7.9).
Мал. 7.9. Синхронізація за допомогою тригера при періодичному зміні вхідного коду