D триггеры. Регистры памяти

D триггеры имеют простейшее характеристическое уравнение вида:

Qⁿ⁺¹=D,

где D — входной информационный сигнал D триггера. Из этого уравнения видно, что асинхронный D триггер смысла не имеет, так как он будет просто повторять входной сигнал.

Синхронный D триггер, очевидно, записывает входной сигнал по тактовому импульсу и хранит его до следующего тактового импульса, когда информация в триггере обновляется. Работу синхронного D триггера иллюстрируют следующие временные диаграммы:

Из диаграмм видно, что такой триггер задерживает выходной сигнал. Время задержки не фиксировано и может составлять от нуля до периода тактового импульса. D триггер часто называют триггером задержки (Delay). В D триггерах могут быть использованы все три метода управления записью информации. Однако на практике обычно используют триггеры со статическим и динамическим управлением записью. D триггеры могут строиться на основе соответствующих синхронных R-S триггерах. Причем сигналы R и S получают из сигнала D с помощью инвертора. Функциональные схемы D триггеров могут иметь вид:

При построении D триггера со статическим управлением на элементах И-НЕ часто используют следующую схему:

D триггеры с динамическим управлением записью часто используют как счетные триггеры. Для этого достаточно соединить инверсный выход такого триггера со входом D, а на вход C подать входной сигнал триггера. Соответствующая схема имеет вид:

При таком включении и поэтому характеристическое уравнение D триггера превращается в характеристическое уравнение счетного триггера.

D триггеры широко используют в качестве регистров памяти, объединяя их в параллельные группы необходимой разрядности. Так, например, регистр памяти со статическим управлением, предназначенный для хранения четырехразрядных кодов, выполняют по схеме:

Такой регистр повторяет входное слово, если C=1 и запоминает (фиксирует) его, если C=0. Поэтому регистр со статическим управлением иногда называют “прозрачным фиксатором”.

Схема регистра с динамическим управлением или как иногда его называют “регистра D типа” имеет вид:

На функциональных схемах такие регистры памяти обозначают следующим образом:

Регистры памяти, обеспечивающие обмен параллельными двоичными кодами между микро ЭВМ и какими-либо внешними устройствами часто называют портами ввода/вывода. Микросхемы, выполняющие функции таких портов, часто можно перенастраивать с функции ввода на функцию вывода или наоборот.