3. Триггеры

Триггер является элементарной ячейкой памяти и может находиться в двух состояниях: «0» и «1». Простейший триггер имеет два информационных входа , и один выход . Для описания работы триггеров используют таблицы истинности, которые называются таблицами переключений. Эти таблицы иллюстрируют переход уровней выходного сигнала от предыдущего состояния к последующему . Установка триггера в состояние «1» осуществляется по входу, обозначаемому , а в состояние «0» – по входу . Таблицу переключения элементарного триггера можно представить в следующем виде (табл. 3.1).

Таблица 3.1

0 0 0 0 1 1 1 1	0 0 1 1 0 0 1 1	0 1 0 1 0 1 0 1	0 1 0 0 1 1 х х

Здесь «Х» обозначает неопределённое состояние триггера. В зависимости от того, как реализуется состояние неопределённости «хх», различают следующие разновидности простейших триггеров:

«11» – RS-триггер с инверсными входами;

«00» – RS-триггер с прямыми входами;

«01» – E-триггер;

«10» – JK-триггер.

Анализ работы, составление уравнений и схем триггеров проведём используя карты Карно (табл. 3.2).

Таблица 3.2

3.1. Асинхронные триггеры

-триггер с инверсными входами. Проведём замену состояния не-

определённости сочетанием «11». Карта Карно имеет вид (табл. 3.3):

Таблица 3.3

Объединяя единицы в этой карте, получим два контура «a» и «b», а минимально дизъюнктивная форма записи будет такова: , или . Используя правило де-Моргана, получим:

(3.1)

Из уравнения видно, что принципиальная схема триггера наиболее просто может быть реализована на логических элементах «И – НЕ» (рис. 3.1):

а б

Рис. 3.1

На этих схемах инверсный выход обозначен . На рис. 3.1, а приведена принципиальная схема, а на рис. 3.1, б дано условное графическое обозначение RS-триггера с инверсными входами.

RS-триггер с прямыми входами. В таблице Карно заменим состояние неопределённости «хх» сочетанием «00» (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Проведём минимизацию, объединяя контуры «a» и «b». Минимальную форму для этих контуров запишем в виде выражения

(3.2)

Это выражение преобразуем к виду

. (3.3)

Схему триггера, как это видно из последнего выражения, легче всего реализовать на логических элементах «ИЛИ–НЕ» (рис. 3.2, а – принципиальная схема, рис. 3.2, б – условное графическое обозначение).

а б

Рис. 3.2

E- триггер. Если в карте Карно вместо сочетания «хх» для выходной функции подставить переменные «01», то получим выражение для так называемого Е-триггера (табл. 3.5):

Таблица 3.5

. (3.4)

Используя правило де-Моргана, получим

. (3.5)

Ещё раз преобразуем последнее уравнение:

. (3.6)

В уравнение входят конъюнкции и отрицания, что указывает на то, что это выражение легче всего реализовать на элементах «И -НЕ». Схема триггера и его условное обозначение представлены на рис. 3.3, а, б.

а б

Рис. 3.3

JK-триггер. В этом триггере состояние неопределённости «хх» реализуется сочетанием «10»

Таблица Карно будет иметь вид (табл. 3.6):

Таблица 3.6

Минимизация приводит к уравнению:

. (3.7)

Из этого выражения следует, что в состав данного триггера входят два простых RS-триггера с инверсными входами. Схема и условное обозначение имеют следующий вид (рис. 3.4, а и б соответственно):

а б

Рис. 3.4

Внешние выводы этого триггера обозначены со стороны входа как J и K, где , . Тогда уравнение перепишем в виде:

. (3.8)

Этот вид триггера является более универсальным. Его можно использовать в качестве RS-триггера или в счётном режиме, так как если J = K=1, то  .

D- триггеры. Эти триггеры получили название триггеров задержки (delay – в переводе с английского «задержка»). У D-триггера сигнал на выходе в (n+1) такте повторяет сигнал на информационном входе D в n-ом такте. Или, по-другому, сигнал с информационного входа «D» поступает на выход с задержкой на один такт, т.е. уравнение этого триггера имеет следующий вид: . Схему такого триггера можно построить на основе RS-триггера с инверсными входами, если сигнал «S» заменить на сигнал «D», а на вход «R» подать тот же сигнал через инвертор (рис. 3.5):

Рис. 3.5

Уравнение этого триггера можно получить из уравнения RS-триггера с инверсными входами:

. (3.9)

Таким образом, в отличие от ранее рассмотренных триггеров данный триггер имеет один информационный вход .