D – триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения, т. е. Qⁿ⁺¹=Dⁿ. Основное назначение D-триггеров — задержка сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации С может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала С = 1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический вход изображают на схемах треугольником. Если вершина треугольника обращена в сторону микросхемы (прямой динамический вход), то триггер срабатывает по фронту входного импульса, если от нее (инверсный динамический вход) — по срезу импульса. В таком триггере информация на выходе может быть задержана на один такт по отношению к входной информации.

      В курсовой работе используется микросхема ТМ2. Она содержит два независимых  комбинированных D – триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеется один информационный вход D, вход синхронизации С и два дополнительных входа S и R независимой асинхронной установки триггера в единичное и нулевое состояния, а также комплементарные выходы Q и не-Q. Логическая структура одного D-триггера представлена на рисунке 2.4.1. Цоколевка микросхемы ТМ2 приведена на рисунке 2.4.2.

      Входы S и R — асинхронные, потому что они работают (сбрасывают состояние триггера) независимо от сигнала на тактовом входе, активный уровень для них низкий (т. е. инверсные входы S и R). Асинхронная установка D-триггера в единичное или нулевое состояния осуществляется подачей взаимопротивоположных логических сигналов на входы не-S и не-R. В это время входы D и С не влияют.

  Если  на входы S и R одновременно подать сигнал низкого уровня (логический нуль), то на обоих выходах триггера Q и Q будет высокий уровень (логическая единица). Однако после снятия этих сигналов со входов S и R состояние триггера будет неопределенным. Поэтому комбинация S = R =0 для этих входов является запрещенной.

      

 

      Рисунок 2.4.1. Структура D-триггера микросхемы ТМ2. 
 

      

 

      Рисунок 2.4.2. Условное обозначение и цоколевка микросхемы ТМ2.

 

       Состояния триггера ТМ2 показано в таблице 3. Технические характеристики данного триггера представлены в таблице 4 

      Таблица 3. Состояния триггера ТМ2 

        

      Таблица 4. Основные параметры триггера ТМ2.

     

     2.5 Буферные элементы

 
 

      Микросхемы, которые не выполняют логических функций, а формируют цифровые сигналы, усиливают импульсы по току, называются буферными. Они обслуживают шины данных, выполняя системные функции, т. е. отключают от шины неиспользуемые в данный момент приемники и передатчики цифровых слов.

      Буферные усилители могут передавать сигнал без инверсии либо с инверсией. Некоторые элементы имеют вывод разрешения по входу EI или выходу ЕО. Очень удобны для обслуживания шин данных оказались буферные усилители с тремя состояниями: это — два обычные выходные состояния высокого и низкого уровней, а также размыкание выхода по специальной команде — третье состояние — z. Выходное сопротивление элемента в этом состоянии составляет сотни килоом.

      Микросхема  АП6 рисунок 2.5.1 содержит восемь двунаправленных шинных усилителей с тремя состояниями выходов. Она имеет два входа разрешения Е_АВ (переключения направления каналов) и Е0 (перевод выхода канала в третье состояние – z). У данной микросхемы нет запрещенных комбинаций сигналов управления таблица 5. Основные параметры буферных элементов представлены в таблице 6. 
 

      

 

      Рисунок 2.5.1. Условное обозначение и цоколевка  микросхемы АП6. 
 

      Таблица 5. Состояние элемента АП6. 

 

 

       Таблица 6. Основные параметры буферного элемента АП6.

     

     2.6 Счетчики

 
 

      Счетчиком называют устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов, поданных на вход.

      Простейший  многоразрядный двоичный делитель частоты  с коэффициентом деления 2ⁿ можно получить, соединив последовательно n триггеров T-типа. Более общее название для делителей частоты — счетчики. Используется множество различных вариантов счетчиков: асинхронные и синхронные; двоичные и десятичные; однонаправленные (с увеличением счета) и двунаправленные (с увеличением или уменьшением счета), называемые реверсивными, с постоянным или переключаемым коэффициентом деления. Основой любого счетчика является линейка из нескольких триггеров. Между триггерами могут быть введены дополнительные обратные связи, позволяющие получить любой коэффициент деления, а не только равный 2ⁿ.

      Следовательно, удобно выпускать четырехтриггерные счетчики в двух вариантах: двоичном и десятичном (пары ИЕ6 и ИЕ7, ИЕ16 и ИЕ17). Расширить функции счетчиков можно, видоизменяя их цепи управления и вводя дополнительные связи между триггерами.

      В асинхронном счетчике каждый последующий триггер получает тактовый импульс от предыдущего триггера.

      В синхронном счетчике все триггеры получают тактовый импульс одновременно. В такой счетчик можно осуществить синхронную (с тактовым импульсом) параллельную (в каждый триггер) загрузку исходных данных. Дополнительно введенные логические элементы управления позволяют сделать процесс счета реверсивным, т. е. с приходом каждого тактового импульса содержимое счетчика можно либо увеличивать, либо уменьшать на единицу.

      Сброс данных счетчика может быть асинхронным или синхронным. Счетчики с переменным коэффициентом деления позволяют на входах управления набирать заданный код.

      В курсовой работе используется микросхема ИЕ19, которая содержит два одинаковых четырехразрядных счетчика с индивидуальной синхронизацией и сбросом рисунок 2.6.1. Каждый из четырехразрядных счетчиков имеет инверсный динамический вход синхронизации С и инверсный статический вход сброса R. Если на вход сброса R подать напряжение высокого уровня, то счетчик по всем выходам устанавливается в нулевое состояние (низкий уровень напряжения) . Когда на вход R подано напряжение низкого уровня, то с приходом на вход С отрицательного перепада (спада) тактового импульса начнется режим счета таблица 7. Основные параметры счетчиков приведены в таблице 8. 

      

 

      Рисунок 2.6.1. Условное обозначение и цоколевка микросхемы ИЕ19. 
 

      Таблица 7. Состояние счетчика ИЕ19.