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技術(shù)專(zhuān)題
T型觸發(fā)器的設(shè)計(jì)| 使用SR，JK和D觸發(fā)器的電路，工作原理表
T型觸發(fā)器的設(shè)計(jì)| 使用SR，JK和D觸發(fā)器的電路，工作原理表
T觸發(fā)器也被稱(chēng)為“觸發(fā)器”。為了避免在SR觸發(fā)器中出現(xiàn)中間狀態(tài)（也稱(chēng)為禁止?fàn)顟B(tài)），我們應(yīng)該僅向觸發(fā)器提供一個(gè)輸入，稱(chēng)為觸發(fā)輸入或切換輸入（T）。
然后，觸發(fā)器充當(dāng)Toggle開(kāi)關(guān)。切換意味著“更改下一個(gè)狀態(tài)輸出以補(bǔ)充當(dāng)前狀態(tài)輸出”。
我們可以通過(guò)對(duì)JK觸發(fā)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改來(lái)設(shè)計(jì)T觸發(fā)器。T觸發(fā)器是單個(gè)輸入設(shè)備，因此，通過(guò)將J和K輸入連接在一起并給它們提供稱(chēng)為T的單個(gè)輸入，我們可以將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器。
因此，T觸發(fā)器有時(shí)也稱(chēng)為單輸入JK觸發(fā)器。
T觸發(fā)器的邏輯符號(hào)如下所示。它具有一個(gè)切換輸入（T）和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入（CLK）。
T觸發(fā)器–觸發(fā)器電路
我們可以通過(guò)以下任何一種方法來(lái)構(gòu)建T型觸發(fā)器：
將輸出反饋連接到SR觸發(fā)器的輸入中。
將具有T輸入和Q PREVIOUS輸出的XOR連接到D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入。
硬性-將J和K輸入連接在一起，并通過(guò)JK觸發(fā)器將其連接到T輸入。
使用SR觸發(fā)器
我們可以通過(guò)將與門(mén)連接到或非門(mén)SR鎖存器來(lái)構(gòu)建一個(gè)T型觸發(fā)器。這些“與”門(mén)的輸入之一是從當(dāng)前狀態(tài)輸出Q及其補(bǔ)碼Q到相應(yīng)“與”門(mén)的反饋， 即Q到與R輸入相關(guān)聯(lián)的“與”門(mén)和Q到與S輸入相關(guān)聯(lián)的“與”門(mén)的反饋。
觸發(fā)輸入（T）共同連接到兩個(gè)“與”門(mén)作為輸入。AND門(mén)還與公共時(shí)鐘（CLK）信號(hào)連接。
在T型觸發(fā)器中，提供了窄觸發(fā)脈沖序列作為輸入（T），這將導(dǎo)致觸發(fā)器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。因此，這些觸發(fā)器也稱(chēng)為Toggle觸發(fā)器。由SR鎖存器構(gòu)成的T型觸發(fā)器的電路圖如下所示。
使用D觸發(fā)器
同樣，可以通過(guò)修改D觸發(fā)器來(lái)構(gòu)造T觸發(fā)器。在D型觸發(fā)器中，輸出Q與T輸入進(jìn)行異或，并在D輸入處給出。由D觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器的電路如下所示。
使用JK觸發(fā)器
T觸發(fā)器的最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)是JK觸發(fā)器。JK觸發(fā)器的J輸入和K輸入連接在一起，并提供了T輸入。由JK觸發(fā)器構(gòu)成的T觸發(fā)器的邏輯電路如下所示。
在職的
T觸發(fā)器是一個(gè)邊沿觸發(fā)設(shè)備，即，輸入時(shí)鐘信號(hào)上的低到高或高到低的跳變將導(dǎo)致觸發(fā)器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。
T觸發(fā)器真相表
T觸發(fā)器的真值表如下所示。
|
以前的 |
下一個(gè) |
|||
|
? |
Q上一個(gè) |
Q上一個(gè) |
Q NEXT |
Q NEXT |
|
0 |
0 |
1個(gè) |
0 |
1個(gè) |
|
0 |
1個(gè) |
0 |
1個(gè) |
0 |
|
1個(gè) |
0 |
1個(gè) |
1個(gè) |
0 |
|
1個(gè) |
1個(gè) |
0 |
0 |
1個(gè) |
如前所述，T觸發(fā)器是一個(gè)邊沿觸發(fā)設(shè)備。例如，考慮一個(gè)由NAND SR鎖存器構(gòu)成的T型觸發(fā)器，如下所示。
如果輸出Q = 0，則上級(jí)NAND（NAND C）處于禁用狀態(tài)（沒(méi)有任何主要輸入），下級(jí)NAND（NAND D）門(mén)處于啟用狀態(tài)（來(lái)自Q的反饋是主要輸入）。這意味著，“觸發(fā)輸入”將RS觸發(fā)器的輸入條件設(shè)置為R = 1和S =0。如果您調(diào)用RS觸發(fā)器的真值表，則此條件將設(shè)置輸出。因此，Q變?yōu)?span>1。
如果輸出Q = 1，則上級(jí)NAND處于啟用狀態(tài)，下級(jí)NAND門(mén)處于禁用狀態(tài)。這允許Toggle Input將RS觸發(fā)器的輸入設(shè)置為R = 0和S =1。這將使觸發(fā)器變?yōu)?span>RESET，即Q = 0。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，T型觸發(fā)器的操作是
當(dāng)T輸入為低電平時(shí)，T觸發(fā)器的下一個(gè)狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)相同。
T = 0且當(dāng)前狀態(tài)= 0，則下一個(gè)狀態(tài)= 0
T = 0且當(dāng)前狀態(tài)= 1，則下一個(gè)狀態(tài)= 1
當(dāng)T輸入為HIGH且在時(shí)鐘信號(hào)的正跳變期間，T觸發(fā)器的下一個(gè)狀態(tài)是當(dāng)前狀態(tài)的補(bǔ)碼。
T = 1且當(dāng)前狀態(tài)= 0，則下一個(gè)狀態(tài)= 1
T = 1，當(dāng)前狀態(tài)= 1，則下一個(gè)狀態(tài)= 0
當(dāng)每個(gè)傳入的觸發(fā)器交替更改SET和RESET輸入時(shí)，觸發(fā)器將切換。因此，要完成一個(gè)完整周期的輸出波形，需要兩個(gè)觸發(fā)器。這意味著T型觸發(fā)器的輸出恰好是輸入頻率的一半。因此，T觸發(fā)器將充當(dāng)“分頻器電路”。
T觸發(fā)器的主要缺點(diǎn)是，只有在知道前一個(gè)狀態(tài)時(shí)，才知道觸發(fā)器在施加觸發(fā)脈沖時(shí)的狀態(tài)。
通常，T型觸發(fā)器不可用作IC。因此，可以通過(guò)使用JK觸發(fā)器，SR觸發(fā)器和D觸發(fā)器來(lái)構(gòu)造它們。由JK觸發(fā)器制成的T觸發(fā)器的符號(hào)如下所示。
應(yīng)用領(lǐng)域
現(xiàn)在讓我們看一下T型觸發(fā)器的幾個(gè)重要應(yīng)用。
頻分電路
2 –位并行加載寄存器
頻分電路
通過(guò)將互補(bǔ)輸出Q'反饋到T輸入，可以將AT觸發(fā)器用作“分頻器電路”。使用T觸發(fā)器的分頻器的邏輯符號(hào)如下所示。
如果T型觸發(fā)器的輸入時(shí)鐘頻率為'f'Hz，則輸出Q處的脈沖頻率為'f / 2'Hz。我們可以級(jí)聯(lián)許多這樣的分頻器電路以進(jìn)一步分頻。
使用T型觸發(fā)器的2位并行加載寄存器
我們使用寄存器和移位寄存器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。但是，大小始終是諸如寄存器之類(lèi)的存儲(chǔ)元素的主要考慮因素。因此，我們使用2位并行加載寄存器代替4位寄存器。
設(shè)計(jì)并行加載寄存器時(shí)，需要考慮兩個(gè)操作：
保留數(shù)據(jù)
并行加載數(shù)據(jù)
要保持T型觸發(fā)器的輸出，只需輸入T應(yīng)該為0。但是并行負(fù)載是一個(gè)困難的部分。
并行加載是指在觸發(fā)器的輸出端獲取值X。為此，我們將X輸入與狀態(tài)輸出進(jìn)行XOR運(yùn)算，并將其分配給2比1的MUX。MUX的另一個(gè)輸入為常數(shù)0（邏輯低電平）。MUX的輸出連接到T型觸發(fā)器的輸入。
由于它是2位寄存器，因此需要兩個(gè)這樣的組合。2位并行負(fù)載寄存器的電路如下所示。
T觸發(fā)器的簡(jiǎn)單入門(mén)教程，也稱(chēng)為Toggle觸發(fā)器。您學(xué)習(xí)了如何使用其他觸發(fā)器（如SR觸發(fā)器，JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器）設(shè)計(jì)T觸發(fā)器，Toggle觸發(fā)器的工作原理，T觸發(fā)器的真值表，以及有用的應(yīng)用程序。