78. Элементы с памятью-Триггеры

Триггерами или точнее триггерными системами называют большой класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов.

1) R,S-триггеры (асинхронные, не тактируемые).

R,S-триггеры имеют два информационных входа. Вход, воздействие на который приводит к установке триггера в единичное состояние, будем называть входом установки в единицу или S-входом. Вход, воздействие на который приводит к установке на выходе триггера Q нулевого состояния - входом установки в нуль или R-входом.

R,S-триггеры обычно строятся на двух логических элементах И-НЕ либо ИЛИ-НЕ, охваченных перекрестными обратными связями. Простейшая схема триггера на элементах И-НЕ показана на рисунке 1. Схема состоит из двух элементов, причем выход DD1.1 подключен ко входу DD1.2 , а выход DD1.2 ко входу DD1.1. Отмеченные на рисунке входы S, R и выходы Q и относятся к триггеру в целом. Возможные комбинации сигналов на входах и выходах триггера приведены в таблице 2.

Рисунок 1 – R,S-триггер Рисунок 2 – Временные диаграммы

Как видно из таблицы 1, возможны следующие комбинации сигналов на входах триггера: “11”, “01”, “10”, “00”.

Таблица 1 – Управление R,S-триггером

Входы		Выходы		Пояснения
S	R	Q
0	0	1	1	Неопределенное состояние выхода
0	1	1	0	Запись “единицы”
1	0	0	1	Запись “нуля”
1	1	Q		Режим хранения информации

При комбинации S=1, R=1 возможны два устойчивых состояния. В одном из них на выходе Q присутствует “единица”, это приводит к “нулю” на выходе и, что в свою очередь, подтверждает “единицу” на выходе Q.

Если же на выходе Q “нуль”, это дает “единицу” на выходе и подтверждает “нуль” на выходе Q .

При подаче входной комбинации S=0, R=1 на выходе Q независимо от предыдущего состояния появится “1”, что приведет к появлению “нуля” на выходе . При возвращении к комбинации S=1, R=1 состояние на выходах сохранится: Q = 1, = 0.

Аналогично, входная комбинация S=1, R=0 однозначно определяет состояние выходных сигналов: Q = 0 и = 1. Указанные комбинации входных сигналов могут быть использованы для приведения триггера в одно из двух устойчивых состояний – записи “1” или “0”.

При входной комбинации S=0, R=0 состояние на выходах: Q=1, =1. При возвращении к входной комбинации S=1, R=1 триггер случайным образом устанавливается в одной из двух устойчивых состояний. Поэтому комбинацию входных сигналов S=0, R=0 стараются избежать.

В трех используемых комбинациях входных сигналов состояние на выходе Q всегда противоположно состоянию на выходе , т.е. . Принято два устойчивых состояния триггера сопоставлять с двумя значениями логической переменной. Например, состояние Q=1, =0 считать соответствующим логической “единице”, а состояние Q=0, =1 - соответствующим логическому “нулю”. Выход, на котором состояние совпадает со значением логической переменной, называют прямым. В нашем случае выход Q, а другой – инверсным .

На рисунке 1 представлено условное графическое изображение (УГО) R,S-триггера. Наличие знака инверсии на входах S и R говорит о том, что активным (переключающим) сигналом является “нулевой”.

Процессы переключения в триггере представлены на рисунке 2.

Как видно из рисунка 2, исходное состояние триггера – “нулевое”. Для установки триггера в “единицу” подается сигнал на вход S=0. Через время меняет свое состояние элемент DD1.1, а еще через время – DD1.2. Таким образом, время срабатывания триггера и входной сигнал “нулевого” уровня должен присутствовать на его входе в течение большего времени, чем . Время является средним временем задержки распространения сигнала элементов DD1.2 и DD1.2.