Разработка четырёхразрядного счётчика со сквозным переносо (стр. 2 из 3)
Изменение входных сигналов от низкого уровня до высокого приводит к смене состояния триггера (моменты t1, t2, t2 и t5; в момент t4 опрокидывания не происходит, так как триггер уже установлен в единичное состояние в предшествующий момент - t3).
Все сказанное относительно RS-триггера сохраняет силу и для /R/S-триггера. Единственное различие касается инверсии уровней входных сигналов (R вместо /R и S вместо /S).
Работа RS-триггера характеризуется следующей таблицей состояний:
| Rn | Sn | Qn+1 | /Qn+1 |
| 0 | 0 | Qn | /Qn |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | неопределенное состояние |
D-Триггер
Триггер типа D - это устройство с двумя устойчивыми выходными состояниями. Сменой состояния управляют сигналы на информационном входе D (рис. 5.1), но переключение происходит не сразу, а с приходом тактового импульса на второй вход С. Важнейшее свойство D-триггеров в том, что, как только на вход С поступает импульс, на выходе Q устанавливается тот же уровень напряжения, который в этот момент действует на входе D, т. е. переброс триггера происходит с некоторым отставанием dt относительно смены сигнала на входе D. Поэтому D-триггеры еще называют триггерами задержки.
Рис. 5.1. D-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с четырмя ЛЭ И-НЕ
Триггер, схема которого показана на рис. 5.1, в, содержит четыре ЛЭ И-НЕ. Здесь DD1 и DD2 образуют знакомый /R/S-триггер. Дополнительные элементы DD3 и DD4 превращают его в D-триггер. Действует D-триггер следующим образом. Если D = 1, то при наличии тактового импульса на выходе DD3 формируется сигнал, вид которого показан на рис. 5.1,в. Сигнал действует на /R/S-триггер подобно сигналу /S, и на выходе Q устанавливается напряжение высокого уровня (Q = 1, a /Q = 0). При этом на выходе DD4 напряжение высокого уровня, так как в отсутствие тактовых импульсов (С = 0) на входе А действует напряжение высокого и на входе В - низкого уровня, а с приходом тактового импульса (С = 1) на входе A возникает напряжение низкого, а на входе В - высокого уровня.
Если на вход D подано напряжение низкого уровня, на выходе DD3 будет напряжение высокого уровня, а тактовый импульс, инвертированный элементом DD4, как показано на рис, 5.1,в штрихами, действует подобно сигналу /R. Благодаря этому триггер снова сменит состояние: Q = 0 и /Q = 1.
D-триггер имеет следующую таблицу состояний:
| C | Dn | Qn+1 | /Qn+1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
Состояние выхода Q совпадает с состоянием входа D в момент поступления тактового импульса на вход С.
T-Триггер
Триггер типа Т представляет собой устройство с двумя устойчивыми выходными состояниями, сменой которых управляют только по одному входу Т (рис. 6). Подача импульса на этот вход всегда приводит к смене состояния триггера. На выходе Q возникает уровень напряжения, бывший на /Q, и наоборот.
На рис. 6. в показана схема T-триггера на ЛЭ И-НЕ. Отличие T-триггера от D-триггера в том, что вход А элемента DD3 постоянно связан с выходом /Q. Работу T-триггера легко понять. Когда Q = 1, состояние другого выхода /Q = 0. Так как вход А соединен с выходом /Q, то на входе А напряжение низкого уровня. После поступления тактового импульса на вход Т на выходе Q установится напряжение низкого уровня (Q = 0, и /Q = 1). При поступлении следующего тактового импульса на входе А уже будет напряжение высокого уровня и произойдет новая смена состояния (рис. 6. a).
Рис. 6 T-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с четырмя ЛЭ И-НЕ
Состояние T-триггера меняется с поступлением на вход очередного импульса. Таблица состояний T-триггера имеет следующий вид:
| Tn | Qn+1 | /Qn+1 |
| 0 | Qn | /Qn |
| 1 | /Qn | Qn |
Т – триггер может быть построен на D – триггере. Если в структурной формуле D – триггера приравнять D к
то получим 
. Полученная формула совпадает с формой Т – триггера. Вход С D – триггера играет роль входа Т Т – триггера. Следовательно для получения Т – триггера на основе D – триггера достаточно соединить вход D с инверсным выходом, а вход синхронизации С использовать как вход Т – триггера.JK-Триггер
Триггер типа JK представляет собой устройство с двумя устойчивыми выходными состояниями, обладающее двумя информационными входами J и K (рис. 7.). По принципу действия он сходен с RS-триггером, с той разницей, что в состояниях JK-триггера нет неопределенности при одновременном поступлении сигналов высокого уровня на оба входа. На рис. 7.1В показана схема JK-триггера на ЛЭ И-НЕ. Она отличается от схемы RS-триггера только тем, что элементы DD3 и DD4 включены не как инверторы, а по входам A3 и A4 управляются сигналами с выходов триггера /Q и Q, соответственно.
Работу схемы поясняет рис. 7.А. Если JK-триггер находится в нулевом состоянии (Q = 0, a /Q = 1 -до момента t1) и на вход J поступит сигнал показанного на рисунке вида, на выходе DD3 за счет связи выхода /Q с входом A3, возникнет сигнал низкого уровня. Он будет действовать подобно сигналу /S на входе /R/S-триггера, образованного элементами DD1 и DD2, т. е. вызовет смену состояния триггера. Если JK-триггер пребывал в единичном состоянии (Q = 1 и /Q = 0 - до момента t2) и сигнал поступит на вход K, то, рассуждая аналогично, можно убедиться, что на выходе DD4 возникает сигнал (показан на рисунке штрихами), который действует подобно сигналу /R, т. е. состояние триггера снова изменится (в этом случае на выходе DD3 напряжение высокого уровня). Когда на обоих входах J и К одновременно напряжение низкого уровня, состояние триггера сохраняется.
Рис. 7. JK-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с четырмя ЛЭ И-НЕ
Когда на входы J и К одновременно поступает напряжение высокого уровня, дальнейшее поведение триггера зависит от его исходного состояния.
1. Исходное состояние JK-триггера - единичное (Q = 1 и /Q = 0 - после момента t3). За счет связи /Q с A3 на входе A3 = 0 и на выходе DD3 сохраняется напряжение высокого уровня, на которое сигнал J= 1 на входе Вз не влияет. В то же самое время на выходе элемента И-НЕ (DD4) вследствие связи входа В4 с выходом Q (Q = 1) появится сигнал /R, от которого /R/S-триггер, состоящий из DD1 и DD2, сменит состояние (Q = 0, a /Q = l - после момента t4).
2. Исходное состояние триггера - нулевое (Q = 0 и /Q = 1 - после момента t4). Рассуждая аналогично, нетрудно убедиться, что на выходе DD4 сохранится напряжение высокого уровня, а на выходе DD3 появится сигнал /S, который сменит состояние /R/S-триггера (Q = 1, /Q = 0 - после момента t5).
Таким образом, в обоих случаях JK-триггер меняет свое состояние. В этом и состоит различие между JK- и RS-триггерами.
Работа JK-триггера определяется следующей таблицей состояний:
| J | K | Qn+1 | /Qn+1 |
| 0 | 0 | Qn | /Qn |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | /Qn | Qn |
JK– триггер называют универсальным, т.к. из него можно сделать любой тип триггера. RS– триггер получается из JK– триггера, когда входы JK используются, как входы Sи R соответственно, а запрещенная комбинация не подается.
Если в формуле несинхронного JK– триггера J назвать входом D, а на вход K подать
, то получим: 
, что соответствует несинхронному D– триггеру, но т.к. несинхронный D– триггер смысла не имеет, то для получения синхронного D– триггера нужно использовать синхронный JK– триггер. Для получения T– триггера достаточно объединить входы J и K и назвать этот вход входом Т по которому триггер будет переключаться в противоположное состояние, как это должен делать Т – триггер. На рис 8 показано условные обозначения JK– триггеров и выполнение на основе JK– триггеров другие типы триггеров. 
СЧЕТЧИКИ
Почти каждая сложная цифровая система содержит несколько счетчиков. Назначение счетчика очевидно: это подсчет числа некоторых событий или временных интервалов, либо упорядочение событий в хронологической последовательности. Кроме того, счетчики могут выполнять и не столь очевидные функции: их, например, можно использовать для адресации, в качестве делителей частоты и элементов памяти.