D-триггер

Не разобранное
Administrator
957
12-05-2018, 12:13
0

Из нескольких разновидностей D-триггеров в серии К155 наибольшей популярностью у радиолюбителей пользуются триггеры микросхемы К155ТМ2 (рис. 1,а). В ней два D-триггера, связанных между собой общей цепью питания, но работающих независимо один от другого. У каждого из них четыре логических входа и два выхода-прямой и инверсный.

Вход D-вход приема цифровой информации, а С - вход тактовых импульсов синхронизации, источником которых обычно служит генератор прямоугольных импульсов. По входам R и S D-триггер работает так же, как RS-триггер: при подаче на вход R напряжения низкого уровня D-триггер устанавливается в нулевое состояние, на вход S - в единичное. По входам D и С он может действовать как ячейка памяти принятой информации или как триггер со счетным входом.

D-триггеры микросхемы К155ТМ2 на принципиальных схемах устройств цифровой техники изображают обычно не слитно, как на рис. 1, а, а раздельно в различных участках схем (рис. 1, б). При этом допускается не показывать выводы, которые в устройстве не используются. Этих правил будем придерживаться и мы.

Рис. 1 D-триггер К155ТМ2

Предлагаем несколько опытов и экспериментов, которые помогут осмыслить логику действия D-триггера в разных режимах работы.

Микросхему К155ТМ2 разместите на макетной панели, соедините вывод 14 с плюсовым, а вывод 7 с минусовым проводом питания. К выводам прямого и инверсного выходов одного из ее D-триггеров, например, к выводам 5 и 6 (рис. 2, а), подключите светодиодные (или транзисторные с лампами накаливания в коллекторных цепях) индикаторы, по свечению которых будете судить о логическом состоянии триггера. Такой же индикатор подключите и к выводу 3 - к входу С. По свечению этого индикатора будете наблюдать за появлением и . длительностью тактовых импульсов синхронизации. На панели смонтируйте также кнопочный выключатель SB1 и резистор R4, но к входу D (вывод 2) триггера эту цепь пока не подключайте.

Включите питание. Сразу же должен загореться один из индикаторов, подключенных к выходам триггера. Если это светодиод HL3, значит триггер оказался в единичном состоянии, а если HL2-в нулевом. Теперь поочередно кратковременно замкните несколько раз сначала вывод 1, а затем 4 (входы R и S) на общий провод. Такой опыт вас убедит, что по этим входам D-триггер работает так же, как RS-триггер.

Рис. 2 Опыт с D-триггером

Далее подключите к информационному входу D (вывод 2) резистор R4 с кнопочным выключателем SB1, Запишите начальное состояние триггера, а затем несколько раз подряд нажмите на эту кнопку. Как на это реагирует триггер? Никак- продолжает светить тот же индикатор. Кратковременным соединением входа R или S с общим проводом переключите триггер в другое устойчивое состояние и вновь несколько раз нажмите на кнопку SB1. И теперь, как видите, триггер не реагирует на входные сигналы. Это происходит потому, что на вход С не поступают синхронизирующие импульсы высокого уровня.

Источником тактовых сигналов синхронизации для опытной проверки D-триггера может служить генератор испытательных импульсов переменной частоты. Соедините его выход с входом С триггера (вывод 3), установите наибольшую длительность генерируемых импульсов и, включив питание, следите за входными индикаторами. Если до этого триггер находился в нулевом состоянии, а контакты кнопки SB1 были разомкнуты, то по положительному перепаду напряжения первого же импульса на входе С триггер должен переключиться в единичное состояние и не реагировать на последующие тактовые импульсы. Но стоит нажать на кнопку, чтобы подать на информационный вход сигнал низкого уровня, и триггер по фронту очередного тактового импульса тут же переключится в противоположное состояние.

Работу D-триггера в таком режиме иллюстрируют графики, показанные на рис. 2, б. Считаем, что в начале опыта, когда контакты кнопки SB1 были еще не замкнуты и, следовательно, сигнал на входе D соответствовал напряжению высокого уровня, триггер был в нулевом состоянии (на прямом выходе- низкий, на инверсном- высокий уровень напряжения). Первый же положительный перепад напряжения на входе С переключил триггер в единичное состояние. На отрицательный перепад я на очередной положительный триггер не реагировал и сохранял принятое состояние.

Затем нажали на кнопку SB1, чтобы изменить уровень входного сигнала. В результате третий тактовый импульс сразу же переключил триггер в нулевое состояние, которое сохранялось до прихода шестого импульса, когда кнопку отпустили и на входе D уже был сигнал .высокого уровня. Далее при изменении уровня входного сигнала триггер переключился в нулевое состояние по фронту седьмого тактового импульса, а по фронту восьмого - в единичное.

Эти опыты и графики, характеризирующие логику действия D-триггера в режиме приема информации, позволяют сделать некоторые выводы. Если на входе D сигнал высокого уровня, триггер по положительному перепаду напряжения тактового импульса на входе С устанавливается в единичное состояние, а если низкого,- то в нулевое. На спад синхронизирующих импульсов D-тр'ггер не реагирует. Каждое изменившееся состояние триггера означает запись в его память принятой информации, которая может быть считана или передана для расшифровки другому логическому устройству цифровой техники.

Следующий опыт-испытание D-триггера в режиме счета, т. е. как триггера со счетным входом. Для этого от входа D отключите резистор R4 с кнопочным выключателем SB1 и соедините его с инверсным выходом, как показано на рис. 3,а. Теперь информационным входом триггера будет вход С. Подайте на него от генератора серию импульсов большой длительности.

Как ведет себя D триггер? Фронт первого же входного импульса переключает его в единичное состояние, а фронт второго- в нулевое, фронт третьего - снова в единичное и т. д. Следовательно, в таком режиме работы каждый входной импульс изменяет логическое состояние триггера на противоположное. В результате частота 'импульсов на каждом выходе триггера оказывается вдвое меньшей частоты входных.

По проведенному опыту постройте графики, иллюстрирующие работу D-триггера в этом режиме. Они должны получиться такими же, что и изображенные на рис. 3,б.