Триггеры
Триггер– это устройство последовательностного типа с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенного для записи и хранения информации.
Основные свойства триггеров:
Способность длительно оставаться в одном из двух возможный устойчивых состояний и скачком чередовать их под воздействием выходных сигналов.
способность запоминать информацию – т.е. оставаться в заданном состоянии и после прекращения действия переключающего сигнала. Если принять одно из состояний Тг за “1”, а другой за “0” можно считать, что Тг хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.
По способу записи информации триггеры делят на:
асинхронные;
синхронизируемые (тактируемые).
В асинхронныхтриггерах информация может записываться непрерывно и определяться информационными сигналами, действующими на входах в данный момент времени.
В синхронныхтриггерах информация записывается в триггер только в момент действия, так называемого синхронизующего сигнала. По мимо информационных входов синхронизуемые триггеры имеют тактовый вход (вход синхронизации). Как травило Тг имеет два выхода: прямойQг и инверсныйQi.
В цифровой технике приняты следующие обозначения триггера:
S(set) – раздельный вход установки в единичное состояние (напряжение высокого уровня на прямом выходеQ).
R(reset) – раздельный вход установки в нулевое состояние (напряжение низкого уровня на прямом выходеQ).
D(data) – информационный вход (на него подается информация, предназначенная для занесения в Тг).
C– вход синхронизации.
T– счетный вход.
V– вход, разрешающий прием информации.
J– вход установкиJKтриггера в состояние “1”.
K– вход установкиJKтриггера в состояние “0”.
Входы VиCотносятся к управляющим входам, остальные к информационным.
К триггерам относятся различные виды устройств, различающиеся между собой по выполняемым функциям схемному исполнению, способам управления, электрическим и конструктивным параметрам.
Асинхронный rs – триггер
В зависимости от логической структуры различают RS– триггеры с прямыми и инверсными входами.
Триггеры такого типа построены на 2 логических элементах: ИЛИ – НЕ - триггер с прямыми входами (рис. 1).
И – НЕ - триггер с инверсными входами (рис. 2).
Выход каждого из элементов подключен к одному из входов другого элемента, т. е. Элементы охвачены перекрестной положительной обратной связью.
RS– триггер обладает двумя устойчивыми состояниями за счет связи выхода каждого элемента с одним из входов другого.
Рассмотрим таблицы истинности каждого из триггеров.
Обозначим
– уровни, которые были на входах Тг до
подачи на его входы так называемых
активных уровней.
Активными называют логический уровень, действующий на входе логического элемента и однозначно определяющий логический уровень выходного сигнала (независимо от логических уровней, действующих на основных входах).
Для элементов ИЛИ – НЕ – активный уровень “1”.
Для элементов И – НЕ – активный уровень “0”.
Уровни , подача которых на один из входов не приводит к изменению логического уровня на выходе элемента называютпассивными.
Уровни
и
обозначают логические уровни на выходах
триггера после подачи информации на их
входы.
RS – триггер
|
S |
R |
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
н/о |
н/о |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
н/о |
н/о |
–
триггер
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
н/о |
н/о |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
н/о |
н/о |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Для RS– триггера
Режим S= 1;R= 0 – режим записи 1.
Режим S= 0;R= 0 – режим хранения.
Режим S= 0;R= 1 – запрещающий режим.
Для
– триггера
Режим
= 0;
= 1 – режим записи.
Режим
= 1;
= 1 – режим хранения.
Режим
= 0;
= 0 – запрещающий режим.
При R=S=
1 (
=
=
0) состояние триггера будет неопределенным,
так как во время действия информационных
сигналов логические уровни на выходах
триггера одинаковы (
=
=
0), а после окончания их действия триггер
может равномерно принять любое из
устойчивых состояний. Поэтому такая
комбинация является запрещенной.RS– триггеры самостоятельно практически
не используются в следствие низкой
помехоустойчивости.
Временная диаграмма действия RS– триггера
Таблица истинности RS– триггера (минимизированная форма)
|
Такт t |
Такт t+ 1 | |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
н/о |
Как самостоятельные изделия асинхронные RS– триггеры находят применение в роли ключей, компилятора, распределителей и т. п., формирователей импульсов от механических контактов.
Примером RS– триггера промышленного производства является ИС 561ТР2.
В одном корпусе ИС содержатся четыре независимых одинаковых триггера.
Х
арактерная
особенность- наличие третьего
состояния при котором выходы триггеров
отключаются от выходов в микросхему.
Логическая структура Условное изображение
одного триггера микросхемы
Выходной инвертор служит буфером между T2 и последовательным каскадом.
V– общий разрешающий вход (управляет всеми четырьмя ключами). ПриV= “1” ключи проводят информацию, а приV= “0” информация на выходах отсутствует.
Таблица истинности
|
|
|
V |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
x |
1 |
1 |
|
x |
x |
0 |
z |
В некоторых сериях RS– триггеры как самостоятельные изделия отсутствуют.
Такие триггеры легко собрат из обычных логических элементов. Кроме того в более сложных триггерах имеются побочные входы SaиRa, обладающие приоритетом, позволяющие в любой момент времени установить Тг в “1” или “0” независимо от состояния других входов.