T для переключения: понимание T Flip-Flop
В этом техническом резюме представлен краткий обзор несколько необычного члена семейства триггеров.
Связанная информация
Защелки с зазором: флип-флоп
Флип-флопы являются фундаментальными компонентами в мире цифровой электроники. Эти устройства используются как разделители тактовых сигналов и однобитовые элементы хранения, а также путем правильного подключения нескольких триггеров вы можете создавать регистры сдвига, регистры хранения и счетчики. В отличие от простых логических ворот, триггеры используют обратную связь для создания схем (называемых последовательной логикой, в отличие от комбинационной логики), в которых на будущее состояние влияет предыдущее состояние.
Если вы хотите сделать триггер, вы начинаете с закрытой защелки, такой как закрытая защелка SR:
Закрытая защелка является полезным компонентом, но выход может меняться всякий раз, когда сигнал разрешения высок. Это приводит к недостатку точности и надежности в том, какой цифровой интерфейс построен на защелке. Было бы лучше, если бы защелка реагировала на изменения ввода только в определенный момент времени. Проблема в том, что после того, как мы внедрили эту функциональность, защелка перестала быть защелкой. Это триггер.
SR-триггер
Детектор импульсного перехода (ПТД) преобразует восходящий или спадающий фронт в короткий импульс. Этот импульс становится сигналом разрешения, так что защелка включается только в течение короткого периода времени после перехода. Устройство с защелкой плюс-PTD - это то, что мы называем триггером, и поскольку мы обычно работаем с логическими схемами, которые регулируются тактовыми сигналами, сигнал включения триггера часто называют просто часами.
T Flip-Flop
Существенной характеристикой триггера является то, что он изменяет свое выходное состояние в ответ на положительный или отрицательный переход на управляющий сигнал. Но для триггера больше, чем это: мы также должны определить отношения ввода-вывода. Вот почему существуют разные типы триггеров; все они чувствительны к краям часов, но они выполняют разные действия в ответ на входные состояния.
«T» в «T триггере» означает «переключить». Когда вы переключаете переключатель света, вы переключаетесь с одного состояния (включено или выключено) на другое состояние (выключено или включено). Это эквивалентно тому, что происходит, когда вы предоставляете логически высокий вход для триггера T: если выход в настоящий момент логически высокий, он изменяется на логический минимум; если он в настоящее время неактивен, он сильно изменяется на логику. Вход с логическим уровнем приводит к тому, что T триггер поддерживает текущее состояние выхода.
Вот та же информация в таблице истинной таблицы:
От SR или JK до T
Вы можете изменить отношение ввода-вывода существующего триггера, добавив логические ворота и соответствующие межсоединения. У AAC уже есть изобилие информации по этой теме; если вы хотите изучить детали, наша статья о переводе триггеров - хорошее место для начала. В этой короткой статье я просто представлю два способа создания T триггера из существующего триггера.
Если у вас есть триггер SR, все, что вам нужно, это два логических входа AND, чтобы превратить его в T триггер:
Этот процесс еще проще, если вы начинаете с флип-флопа JK. Никаких дополнительных ворот не требуется; все, что вам нужно сделать, - подключить один и тот же входной сигнал к входным контактам:
T триггеры удобны, когда вам необходимо уменьшить частоту тактового сигнала: если вы удерживаете вход T на логическом максимуме и используете исходный тактовый сигнал в качестве триггера, выход будет изменяться на один раз за такт (предполагая, что триггер не чувствителен к обоим краям синхронизации). Таким образом, выходной такт будет составлять половину частоты входных тактовых импульсов. Если вы знаете умное использование для триггера T, сообщите нам об этом в комментариях.