Лекція 19

Тема: RS-тригери. JK-тригери.

План

1. Принцип дії RS-тригера: логічна структура, таблиці станів, часові діаграми.

2. Синхронний RS-тригер.

3. JK-тригер: логічна структура, таблиця станів.

1. Важливим методом, що використовується для опису роботи RS- тригера, є метод таблиць станів (таблиць переходів). Таблиця станів RS-тригера в скороченій формі (цю таблицю називають також керуючою таблицею, таблицею функціонування) містить два вхідних сигнали (сигнали R та S) і один вихідний сигнал Q (функція). Хоча тригери мають два виходи - один прямій Q, а інший - інверсний `Q, в описі тригера та в таблиці станів вказують лише стан прямого виходу Q.

З таблиці станів тригера видно, що при подачі на вхід R рівня логічної «1» тригер приймає стан логічного «0», а при подачі керуючого сигналу «1» на вхід S - стан «1». Слід зазначити також, що якщо до подачі керуючого сигналу, наприклад, на вхід R, тригер перебував у стані логічного «0», його стан не зміниться і після подачі сигналу «1» на вхід R. Якщо на обох входах тригера є рівні логічного «0»- цей стан відповідає режиму зберігання і тригер зберігає попередній стан. У таблиці цей стан позначений умовно Q⁰. При подачі на входи R та S одночасно рівня «1» тригер буде перебувати в невизначеному (або неправильному) стані, тому таке сполучення сигналів R та S називається забороненою комбінацією керуючих сигналів і в таблиці станів позначається буквою a.

Скорочена таблиця станів тригера відображає лише динаміку зміни стану тригера і не враховує властивість тригера запам'ятовувати одиницю інформації. Повна таблиця станів тригера повинна враховувати вплив (на процес керування) значення попереднього стану тригера Q⁰. Причому Q⁰ представляється як вхідна змінна. Повна таблиця станів RS -тригера має наступний вигляд

Особливість RS-тригера полягає в тому, що при подачі одночасно на входи R та S сигналу, що відповідає логічній 1, стан тригера стає невизначеним: на обох виходах Q та `Q встановиться рівень “1”, а після зняття з входів керуючих сигналів, в силу випадкових причин, тригер може встановитися в стан “0” або “1”. Очевидно, що для нормальної роботи тригера необхідно виключити зазначене сполучення вхідних сигналів, що призводить до невизначеного стану, що можна здійснити, передбачивши виконання заборонної умови R × S=0.

Схема RS- тригера, реалізованого в базисі І-НІ, наведена на рисунку 19.1.

Рисунок 19.1. – Схема RS- тригера, реалізованого в базісі І-НІ.

RS-тригером з інверсними входами або кон’юнктивною бістабільною коміркою називають тригер, що встановлюється при =0 і скидається при =0. Логічна схема такого тригера на елементах І-НІ наведена на рисунку 19.2.

Рисунок 19.2. – Схема RS-тригера, що керується низьким рівнем сигналу.

Схема RS -тригера, виконана на елементах базису АБО-HІ, наведена на рис. 19.3, а. часова діаграми, що пояснюють роботу RS-тригера, наведені на рис. 19.4.

Рисунок 19.3. – Схема RS-тригера на елементах АБО-НІ.

Рисунок 19.4. – Часова діаграма роботи RS-тригера на елементах АБО-НІ.

З часової діаграми видно, що RS-тригери перекидаються, тобто управляються сигналами R та S, у будь-який момент часу. У тих випадках, коли тривалості керуючих сигналів не синхронізовані (не погоджені), тригер може перебувати в невизначеному стані (інтервали часу t₄, t₅), і тому такі тригери називають асинхронними.

Тригер, побудований на базі елементів АБО-НІ, називають також диз’юнктивною бістабільною коміркою. Бістабільні комірки, крім самостійного застосування, входять як складова частина у тригери інших типів.

2. Синхронний RS-тригер. Синхронні тригери забезпечуються додатковим входом, по якому надходить синхронізуючий (тактуючий) сигнал. При цьому зміна стану тригера відбувається (при наявності керуючого сигналу) тільки в ті моменти часу, коли на спеціальний синхровхід тригера надходить тактуючий імпульс (рис 19.5).

Рисунок 19.5. – Часова діаграма роботи синхронного RS-тригера.

Синхронний RS-тригер будується відповідно до рис. 19.6, , а його умовне зображення на принципових і функціональних схемах наведене на рис. 19.7. Синхронізуючий вхід позначається буквою С.

Рисунок 19.6. – Структура синхронного RS-тригера.

Рисунок 19.7. – Умовне графічне позначення синхронного RS-тригера.

Вхідні сигнали S та R є інформаційними, а входи С - синхронізуючими, по них відбувається перемикання тригера. Слід зазначити, що для надійної роботи тригера необхідно, щоб тривалість перемикаючого сигналу (синхронізуючого сигналу) на вході С була не менше часу перемикання тригера. Часом перемикання (спрацьовування, установки) тригера називається час, що проходить від моменту зміни вхідних сигналів до відповідної зміни стану виходів при врахуванні затримок поширення сигналу логічними елементами, що входять до складу тригера.

3. JK-тригер. Серед тригерів особливе місце займають JK-тригери, що мають більш широкі функціональні можливості.

Спрощена таблиця станів JK-тригера має вигляд:

З таблиці станів видно, що для перших трьох рядків входи J та K відіграють роль входів S і R RS-тригера. Однак, для четвертого набору змінних, коли J=K=1 стан тригера сильно відрізняється від стану RS-тригера. Для RS-тригера - це заборонена комбінація вхідних змінних, а в JK-тригері інвертується попередній стан. JK-тригер можна синтезувати (побудувати) на базі двоступінчастого RS-тригера, для чого варто представити функціональну схему JK-тригера як сукупність КП та синхронного RS-тригера (рис. 19.8).

Рисунок 19.8. – Функціональна схема JK-тригера.

Логічна структура JK-тригера, наведена на рис. 19.9.

Рисунок 19.9. – Логічна структура JK-тригера.

Рисунок 19.10. – Умовне графічне позначення JK-тригера

JK-тригери, що випускаються промисловістю у вигляді інтегральних мікросхем також мають асинхронні входи установки “0” і “1”(R та S входи відповідно).