10.2. Краткие теоретические сведения

Триггеры относятся к классу электронных устройств, обладающих способностью запоминать электрические сигналы. Выходные сигналы триггеров зависят не только от входных сигналов, действующих в настоящий момент, но и от сигналов, воздействовавших на их входы ранее. Из этого следует, что триггер является электронным узлом, обладающим памятью. Количество информации, которое запоминается одним триггером равно 1 бит.

К триггерам относятся устройства, способные формировать два устойчивых значений выходного сигнала и скачкообразно изменять эти значения под воздействием внешнего управляющего сигнала. У триггера, как правило, два выхода, которые именуются прямым и инверсным (обратным). Принято считать, что состояние триггера совпадает с состоянием его прямого выхода.

В дискретных электронных системах используются несколько разновидностей триггеров, которые отличаются друг от друга наборами входов и комбинациями входных сигналов, приводящих к смене состояния триггера – из нулевого в единичное или наоборот.

Триггерные схемы условно можно разделить на одноступенчатые и двухступенчатые. В одноступенчатых триггерах информация передается на выход при изменении состояния на информационных входах или с приходом синхронизирующего импульса. В двухступенчатых схемах с приходом тактового импульса информация записывается в память триггера, а после снятия активного уровня с тактового входа информация передается на выход.

На электрической схеме триггер обозначают в виде прямоугольника, имеющее основное и дополнительное поля. Внутри основного поля записывается буква Т (для одноступенчатого триггера) или ТТ (для двухступенчатого триггера). Внутри дополнительных полей записываются буквы, характеризующие входы и выходы триггера.

По моменту реакции на входной сигнал триггеры подразделяют на синхронные и асинхронные.

Синхронные триггеры изменяют свое состояние строго в определенные (тактовые) моменты времени, только при подаче сигнала на тактовый вход, обозначаемый на схеме триггера буквой С.

Асинхронные триггеры тактового входа не имеют и изменяют состояние непосредственно в момент появления на информационных входах активных уровней сигналов.

По виду активного логического сигнала, действующего на информационных входах, триггеры разделяют на статические - управляемые уровнем и динамические - управляемые перепадом входного сигнала.

Триггер может иметь два установочных входа – вход S (set - установка), сигнал на котором устанавливает триггер в единичное состояние, и вход R (reset - сброс), сигнал на котором устанавливает триггер в нуль. Если на условном графическом изображении R – и S – входы показаны так, как на рис.10.1, а, то активным уровнем сигнала на этих входах является единица. Схема триггера, у которого R и S входы с нулевым активным уровнем, показана на рис.10.1,б.

Комбинация входных сигналов, при которой на обоих установочных входах действуют активные уровни, является запрещенной.

Остальные входы триггеров относят к группе информационных. Установочные входы имеют приоритет перед информационными входами.

Синхронный Т-триггер имеет два установочных входа и тактовый С-вход. Когда на установочных входах Т –триггера действуют пассивные уровни сигналов, он может отменить состояние в соответствии со следующим правилом: приход импульса на вход С вызывает смену состояния триггера на противоположное. При этом смена состояния может произойти по фронту импульса, в таком случае на условном графическом обозначении вход С имеет один из двух изображенных на рис. 10.4,а,б указателей, либо по срезу импульса, в таком случае вход С снабжается указателями, изображение на рис. 10.4,в,г.

Временная диаграмма работы Т – триггера изображена на рис.10.3.

Рис. 10.3.

а) б) в) г) Рис.10.4.

Асинхронный RS триггер имеет два входа и устанавливается в нулевое состояние сигналом, поданным на вход R, и в единичное состояние сигналом, поданным на вход S. Такой триггер можно построить из двух двухвходовых логических элементов, реализующих функцию «2И-НЕ» или «2ИЛИ-НЕ» соответственно с инверсными (рис.10.5,а,б) и прямыми (рис.10.6,а,б), информационными входами.

а) б)

Рис.10.5.

а) б)

Рис.10.6.

В D-триггере (рис.10.7,а) смена состояния происходит по следующему правилу: по сигналу на тактовом входе триггер принимает то состояние, в котором в этот момент находится вход D. Если в D-триггере соединить обратный выход с D – входом, то получится схема, работающая по правилу Т- триггера (рис.10.7,б)