Общие сведения о триггерах

Общие сведения о триггерах Триггер − это дискретное (цифровое) устройство, способное формировать два устойчивых состояния выходного сигнала, соответствующих значениям «логический 0» и «логическая 1», и скачкообразно изменять эти значения под воздействием внешних управляющих сигналов. Триггер имеет один или несколько входов и два выхода − прямой ( Q ) и инверсный ( Q ). Триггер является последовательностным устройством, т.е. его выходной сигнал определяется не только комбинацией сигналов, поданных на входы, но и его предыдущим состоянием. На логических схемах условное графическое обозначение триггера может снабжаться поясняющим символом − буквой «T» − в верхней части графического изображения (рисунок 27). Рисунок 27 − Пример графического обозначения триггера Триггеры можно классифицировать по следующим признакам: 1) по способу организации логических связей: • RS-триггеры − с раздельной установкой состояний «логический 0» и «логическая 1»; • T-триггеры − со счётным входом; • D-триггеры − с приёмом информации по одному входу; • JK-триггеры (универсальные) − совмещают в себе свойства D-, RS- и T-триггеров; 2) по способу управления: • асинхронные триггеры (изменяют своё состояние по приходу соответствующего управляющего сигнала); • синхронные триггеры (изменяют своё состояние при наличии управляющего сигнала в момент прихода синхронизирующего (тактового) сигнала); 3) по типу входов триггера: • статические триггеры; • динамические триггеры. Триггеры с динамическими входами управляются либо по фронту, либо по срезу, либо по уровню сигнала (рисунок 28). Рисунок 28 − Элементы формы сигнала Условное обозначение динамических входов триггеров, используемое на логических схемах, показано на рисунке 29. а) б) в) Рисунок 29 − Условное обозначение входов триггеров с управлением а) по фронту, б) по срезу, в) по уровню RS-триггеры Логическая схема асинхронного RS-триггера показана на рисунке 30. а) RS-триггер на элементах «ИЛИ-НЕ» б) RS-триггер на элементах «И-НЕ» Рисунок 30 − Логическая схема асинхронного RS-триггера Условное графическое обозначение асинхронного RS-триггера показано на рисунке 27 (см. выше). Асинхронный RS-триггер имеет два информационных входа: S (от англ. set − устанавливать), R (от англ. reset − сбрасывать). Прямой выход триггера помечают буквой Q , инверсный − Q . Таблица истинности для асинхронного RS-триггера приведена ниже (таблица 14). Таблица 14 Таблица истинности асинхронного RS-триггера S R Q Q предыдущее состояние 1 1 1 1 1 1 запрещённая комбинация Примеры временных диаграмм для асинхронного RS-триггера приведены на рисунке 31. Рисунок 31 − Примеры временных диаграмм для асинхронного RS-триггера Синхронный RS-триггер имеет дополнительный вход C (от англ. clock − часы), на который подают сигналы синхронизации (синхроимпульсы). Логические схемы синхронного RS-триггера, построенного на элементах «И» и «И-НЕ», показаны на рисунке 32. Синхронный RS-триггер получают при подключении ко входам асинхронного RS-триггера двух логических элементов «И» или «И-НЕ». R & & & & • Q • Q • Q • Q С • S а) на элементах «И-НЕ» R & & & & С • S б) на элементах «И» и «И-НЕ» Рисунок 32 − Логические схемы синхронного RS-триггера Условное графическое обозначение синхронного RS-триггера показано на рисунке 33. T S С Q Q R Рисунок 33 − Условное графическое обозначение синхронного RS-триггера Таблица истинности для синхронного RS-триггера приведена ниже (таблица 8). Таблица 8 С Таблица истинности синхронного RS-триггера S R Q Q 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 запрещённая комбинация Примеры временных диаграмм для синхронного RS-триггера приведены на рисунке 34. Рисунок 34 − Примеры временных диаграмм для синхронного RS-триггера Как следует из таблицы истинности (см. выше табл. 8), при отсутствии сигнала на входе С, т.е. при С=0, входы R и S оказываются отключёнными от собственно триггера (заключён в штриховую рамку на рисунке 38), и изменение сигналов на этих входах не может изменить состояние триггера. При появлении разрешающего сигнала C=1 входные элементы «И-НЕ» выполняют функцию инверторов. При этом состояние триггера будет однозначно определяться значениями сигналов на входах S и R (по аналогии с асинхронным RS-триггером). Следует отметить, что описанный триггер может изменять свое состояние в любой момент времени в интервале действия сигнала C=1. Такой триггер называют триггером со статическим входом синхронизации. На практике широкое распространение получили триггеры с динамическим (импульсным) входом синхронизации. У таких триггеров переключение состояния происходит лишь на интервале изменения сигнала на входе C, т.е. либо по фронту, либо по срезу сигнала синхронизации. Такое решение позволяет значительно повысить надёжность и помехозащищённость триггерных устройств, так как сводит к минимуму интервал, на котором возможна перезапись информации. Технически указанный режим работы достигается заменой дополнительных логических элементов «И-НЕ» (см. выше рисунок 32(а)) двумя вспомогательными RS-триггерами, т.е. использованием схемы трёх триггеров.