4.3. Функциональные узлы последовательностного типа

4.3.1. Асинхронные триггеры

Триггер – это устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенное для записи и хранения информации. Под действием входных сигналов триггер может переключаться из одного устойчивого состояния в другое [1, 2]. При этом напряжение на его выходе скачкообразно меняется. Как правило, триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный  . Число входов зависит от выполняемых функций. По способу записи информации триггеры делят на асинхронные и синхронизируемые (тактируемые). В асинхронных триггерах информация может изменяться в любой момент времени при изменении входных сигналов. В синхронизируемых триггерах информация на выходе может меняться только в определенные моменты времени, задаваемые дополнительным синхронизирующим сигналом. Существует большое число разнообразных триггеров с различными функциональными возможностями. Однако в основе всех схем лежит основной (базовый) асинхронный RS‑триггер.

Асинхронный RS-триггер может быть построен на двух логических элементах ИЛИ-НЕ либо И-НЕ (рис. 4.17). Элементы охвачены целями обратных связей, для чего выход каждого элемента подключен к одному из входов другого элемента. Триггер имеет два входа: S – вход установки в единичное состояние (от англ, set – установка) и R – вход сброса в нулевое состояние (от англ, reset – сброс). Как следует из схемы, данной на рис. 4.17, а, при S = 1 и R = 0 на выходах будет

;

,

а при S = 0 и R = 1 имеем

;

.

Таким образом, можно сделать вывод:

1) при S = 1 и R = 0 происходит установка триггера в устойчивое состояние с Q = 1 и Q = 0 (запись единицы);

2) при R = 1 и S = 0 происходит установка триггера в устойчивое состояние с Q = 0 и = l (запись нуля);

3) при S = R = 0 триггер сохраняет то устойчивое состояние, которое имел до прихода этих сигналов (режим хранения).

Таким образом, состояние триггера (записанную информацию) можно определить или по сигналу на выходе Q, или по инверсии записанного сигнала на выходе . Однако при S = R = 1 оба выходных сигнала равны нулю, что не позволяет однозначно определить состояние системы. Поэтому комбинация входных сигналов S = R = 1 является запрещенной.

а

б

Рис. 4.17. Реализация и условно-графическое обозначение RS-триггеров

Описание работы RS-триггеров можно сделать при помощи таблицы коммутации (табл. 4.8).

Таблица 4.8

Таблица коммутации RS-триггеров

Вход				Выход		Режим работы
ИЛИ – НЕ		И – НЕ		Q
S	R
0	0	1	1	0	0	Хранение
1	0	0	1	1	0	Запись 1
0	1	1	0	0	1	Запись 0
1	1	0	0	X	X	Запрещенный (Q = )

Широкому использованию асинхронного RS-триггера в качестве самостоятельного устройства мешают присущие ему серьезные недостатки: наличие запрещенной комбинации входных сигналов, подача информации по двум отдельным цепям (R, S), низкая помехоустойчивость.