8.1. Загальні відомості та визначення

Практично до недавнього часу для створення цифрових пристроїв (ЦП) широко застосовувались дискретні елементи – електромагнітні, електронні тощо. Однак подальше вдоскона-лення ЦП із застосуванням лише дискретних елементів вимагало ускладнення структури, збільшення кількості ланок і корегуючих ланцюгів, що в свою чергу призводило до зниження надійності.

Перехід на інтегральну технологію значно покращило технічний та експлуатаційній рівень ЦП. Майже всі сучасні пристрої інформаційної електроніки створюються на базі інтегральних мікросхем.

Інтегральна мікросхема (ІМС) – сукупність взаємопов’я-заних компонентів: транзисторів, конденсаторів, резисторів тощо, виготовлених в єдиному технологічному циклі на одній і тій ж несучій конструкції (підкладці) і розміщені в єдиному герметизованому корпусі.

В ІМС компоненти з’єднуються один з одним короткими металевими стрічками, які накопичуються на поверхню пластин. Це дозволяє різко скоротити розміри і масу МС, у порівнянні з дискретними схемами. Щільність упакування елементів в ІМС може досягати до 500 ел/см³ і більше. При кількості елементів N>10³ ІМС відносять до великих інтегральних схем ВІС. Використання ВІС супроводжується різким поліпшенням всіх основних показників ЦП, а саме, зменшуються розміри, маса, підвищується надійність, швидкодія та завадостійкість, а також скорочується час на їх розробку.

8.2 Тригери та їх реалізація на базі логічних елементів

Тригер – це пристрій з двома стійкими станами, які він може здійснювати стрибком за рахунок вхідного управляючого сигналу, а за відсутності вхідного керуючого сигналу, або зовнішніх дій він тривалий час може знаходитись в одному із стійких станів.

На початку свого існування, в тригерах у якості активного елемента використовували електронні лампи, а після винаходу біполярного та польового транзистора – використовують транзистори. Крім транзисторів до складу тригера входять пасивні елементи такі як: діоди, резистори та конденсатори. Тригери широко використовують у різних пристроях в якості перемикачів, лічильних та запам’ятовуючих елементів. На даний час, в будь-яких галузях електронної техніки широко використовують тригери в інтегральному виконанні на логічних елементах.

8.2.1. Асинхронний rs-тригер

Тригера має два входи S (set – встановити) і (reset - скинути) і два виходи та . Для зручності, до появи вхідних сигналів, вихідні (логічні) сигнали позначають літерами та , а літерами та , позначають вихідні сигнали тригера після дії вхідних сигналів. Тригер називається асинхронним тому, що перехід його в новий стан відбувається відразу по надходженню вхідного сигналу.

На рис. 8.1,а зображено позначення RS- тригера, а на рис.8.1, в реалізація RS - тригера на логічних елементах (І-НІ) та (АБО-НІ).

а) б) в)

Рис. 8.1. Функціональне та структурне позначення RS- тригера

Відмітимо, що в схемі тригера мають місце зворотні зв’язки з виходів тригера на їх входи, що дає можливість враховувати його попередній стан. Вхід RS- тригера виконаного на логічних елементах (АБО-НІ) та (І-НІ) наведено в таблиці істинності (табл. 8.1).

З таблиці істинності видно, що при відсутності вхідних управляючих сигналів, стан вихідних сигналів не змінюється. Якщо на входи R і S тригерів одночасно подавати сигнали рівня логічної 1, або логічного 0 – відповідно то це призведе до заборонної комбінації на виходах тригерів. Якщо на входи тригерів подавати протилежні сигнали, то елементи тригерів будуть працювати згідно їх таблиць істинності.

Таблиця 8.1

Таблиця істинності асинхронного тригера

АБО-НІ		І-НІ		Стан для вхідних сигналів		Стан після дії вхідних сигналів
0	0	1	1	1	0	1	0
0	1	1	0	1	0	0	1
0	0	1	1	0	1	0	1
1	0	0	1	0	1	1	0
1	1	0	0	1	0	заборонена комбінація

Принцип роботи RS тригера демонструє часова діаграма вхідних і вихідних сигналів (рис. 8.2).

Рис.8.2. Часові діаграми RS- тригера.

Слід наголосити на тому що, в багатьох схемах цифрових приладів та пристроїв є потреба синхронної роботи тригера. В таких випадках і використовують синхронні тригери.