Лекция № 4 Основные типы триггеров

RS-триггер (Триггер-защёлка)

Рис. 1. Условные графические обозначения RS-триггера

Таблицу истинности RS-триггера можно записать в полном (табл. 1) или сокращённом виде (табл. 2). Через Q_н обозначено новое состояние тригге­ра (после переключения).

Таблица 1. Полная таблица истинности RS-триггера

R	S	Q	Qн
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	x
1	1	1	x

Таблица 2. Сокращённая таблица истинности RS-триггера

R	S	Qн
0	0	Q
0	1	1
1	0	0
1	1	x

Таблица 3. Таблица (словарь) переходов RS-триггера

Переход	R	S
0 → 0	-	0
0 → 1	0	1
1 → 0	1	0
1 → 1	0	-

Рис. 2. Карта Карно для RS-триггера

Карта Карно для RS-триггера показана на рис. 2. Из неё можно получить характеристическое уравнение триггера:

или

.

а б

Рис. 3. Схемы реализации RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б)

Переведя уравнение в логический базис элементов, на которых строится триггер, получим структурное уравнение триггера, определяющее конфигу­рацию его схемы.

Диаграмма состояний (рис. 4) отражает наличие у триггера двух устойчи­вых состояний и условия перехода из одного состояния в другое. Словарь триггера (табл.3) дает ту же информацию в аналитической форме и явля­ется инструментом проектирования схем, содержащих триггеры.

Рис. . Диаграммы состояний (графы переходов) для RS-триггера

JK-триггер (Универсальный триггер)

Ниже описывается логика работы наиболее распространённых триггеров JK и D. Работа триггера RS совпадает с работой триггера JK во всём за исклю­чением наличия запрещённого состояния. Работа триггера Т кратко харак­теризуется в таблице “словарей”, приводимой далее.

JK-триггер – это как бы SR-триггер, у которого запрещённая комбинация используется для инвертирования текущего состояния триггера.

Рис. 1. Условные графические обозначения JK-триггера

Таблицу истинности триггера JK можно записать в полном (табл. 1) или сокращённом виде (табл. 2). Через Q_н обозначено новое состояние тригге­ра (после переключения).

Таблица 1. Полная таблица истинности JK-триггера

J	K	Q	Qн
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	1
1	1	0	1
1	1	1	0

Таблица 2. Сокращённая таблица истинности JK-триггера

J	K	Qн
0	0	Q
0	1	0
1	0	1
1	1

Таблица 3. Таблица (словарь) переходов JK-триггера

Переход	J	K
0 → 0	0	-
0 → 1	1	-
1 → 0	-	1
1 → 1	-	0

Карта Карно для JK-триггера показана на рис. 2. Из неё можно получить характеристическое уравнение триггера .

Рис. 2. Карта Карно для JK-триггера

Переведя уравнение в логический базис элементов, на которых строится триггер, получим структурное уравнение триггера, определяющее конфигу­рацию его схемы.

Диаграмма состояний (рис. 3) отражает наличие у триггера двух устойчи­вых состояний и условия перехода из одного состояния в другое. Словарь триггера (табл. 3) дает ту же информацию в аналитической форме и явля­ется инструментом проектирования схем, содержащих триггеры.

Рис. 3. Диаграмма состояний (графы переходов) для JK-триггера

D-триггер (Триггер задержки)

Для D-триггера полная и сокращенная таблицы истинности дана в табл. 1 и 2, а словарь переходов – в табл. 3. Характеристическое уравнение триггера Q_н = D.

Рис. 1. Условные графические обозначения D-триггера

Таблица 1. Полная таблица истинности D-триггера

D	Q	Qн
0	0	0
0	1	0
1	0	1
1	1	1

Таблица 2. Сокращённая таблица истинности D-триггера

D	Qн
0 1	0 1

Таблица 3. Таблица (словарь) переходов D-триггера

Переход	D
0 → 0	0
0 → 1	1
1 → 0	0
1 → 1	1

Рис. 2. Диаграмма состояний (графы переходов) для D-триггера

0 → 0

0 → 1

1 → 0

1 → 1

Диаграмма состояний с учетом синхросигнала С представлена на рис. 2. Синхросигнал С показан, т. к. триггеры ти­па D всегда тактируются.

Важным способом описания функциони­рования триггеров (как и других автоматов) являются временные диаграммы, отражаю­щие не только логическое функциониро­вание схемы, но и ее поведение во време­ни. Это поведение другими способами описания работы триггеров не отображается, и поэтому в ряде случаев вре­менные диаграммы незаменимы.

T-триггер (Счётный триггер)

Для T-триггера полная и сокращенная таблицы истинности дана в табл. 1 и 2, а словарь переходов – в табл. 3. Характеристическое уравнение триггера Q_н = .

Рис. 1. Условные графические обозначения T-триггера

Таблица 1. Полная таблица истинности T-триггера

T	Q	Qн
0	0	0
0	1	0
1	0	1
1	1	0

Таблица 2. Сокращённая таблица истинности Т-триггера

Q	Qн
0 1	1 0

Таблица 3. Таблица (словарь) переходов Т-триггера

Переход	T
0 → 0	0
0 → 1	1
1 → 0	1
1 → 1	0

Триггеры – элементарные автоматы, содержащие собственно элемент памяти (фиксатор) и схему управления. Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом «накрест» так, что выход одного соединен с входом другого (рис. 2). Такое соединение дает цепь с двумя устойчивыми состояниями. Действительно, если на выходе инвертора 1 имеется логический ноль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует. То же согласование сигналов имеет место и для второго состояния, когда инвертор 1 находится в единице, а инвертор 2 – в нуле. Любое из двух состояний может существовать неограниченно долго. Чтобы управлять фиксатором, нужно иметь в логических элементах дополнительные входы, превращающие инверторы в элементы И-НЕ либо ИЛИ-НЕ. На входы управления поступают внешние установочные сигналы. Установочные сигналы показаны штриховыми линиями.

По способу записи информации различают асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые) триггеры. По логическому функционированию различают триггеры типов RS, D, T, JK, и др. Кроме того, используются комбинированные триггеры, в которых совмещаются одновременно несколько типов, и триггеры со сложной входной логикой (группами входов, связанных между собой логическими зависимостями). По характеру процесса переключения триггеры делятся на одноступенчатые и двухступенчатые.