Лабораторная работа №3 Изучение триггеров

Цель работы: ознакомление и экспериментальное исследование работы триггеров.

1. Краткие теоретические сведения.

Триггером называют устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний и переходить из одного состояния в другое под воздействием входного сигнала. Состояние триггера определяется по выходному сигналу. Триггер является базовым элементом ПЦУ. В нем может храниться либо 0 либо 1.

Для удобства использования в схемах ПЦУ триггеры имеют два выхода: 1) прямой Q (выход 1); 2) инверсный (выход 0). Состоянию триггера 1 соответствует на выходе Q высокий уровень сигнала (1), а на выходе – низкий (0). Состоянию триггера 0 соответствует на выходе Q низкий уровень сигнала (0), а на выходе – высокий (1).

Входы триггера делятся на информационные и вспомогательные (управляющие). Сигналы, поступающие на информационные входы, управляют состоянием триггера. Сигналы на вспомогательных входах используются для предварительной установки триггера в требуемое состояние и синхронизации. Вспомогательные входы могут использоваться и в качестве информационных. Число входов триггера зависит от его структуры и назначения. Информационные входы триггера принято обозначать буквами S, R, J, K, D, T, а управляющие входы С, V.

Для триггера имеется стандартное обозначение (рис.1.) Здесь S и R являются информационными входами, Q и – выходами, T обозначает триггер. Инвертный выход отмечен кружком.

Рис. 1. Стандартное обозначение триггера.

1.2 Классификация триггеров.

Триггеры можно классифицировать по способу приема информации, принципу построения, функциональным возможностям.

По способу приема информации триггеры подразделяются на синхронные и асинхронные. Асинхронные триггеры воспринимают информационные сигналы и реагируют на них в момент появления на входах триггера. Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы при наличии разрешающего сигнала на специальном управляющем входе С, называемом входом синхронизации. Синхронные триггеры подразделяются на триггеры со статическим и динамическим управлением по входу С. Триггеры со статическим управлением воспринимают информационные сигналы при подаче на С-вход уровня (прямой С-вход) или 0 (инвертный С-вход). Триггеры с динамическим управлением воспринимают информационные сигналы при изменении сигнала на С-входе от 0 до 1 (прямой динамический С-вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический С-вход).

По принципу построения триггеры со статическим управлением можно разделить на одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатые триггеры характеризуются наличием одной ступени запоминания информации. В двухступенчатых триггерах имеются две ступени запоминания информации. Вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе.

По функциональным возможностям различаются:

1)триггер с раздельной установкой состояний 0 и 1 (RS-триггер);

2)триггер с приемом информации по одному входу D (D-триггер или триггер задержки);

3)триггер со счетным входом Т (T-трнггер);

4)универсальный триггер с информационными входами J и К. (JK-триггер).

Триггеры характеризуются быстродействием, чувствительностью, потребляемой мощностью, помехоустойчивостью, функциональными возможностями. Быстродействие определяется максимальной частотой переключения состояний триггера. Чувствительность триггера определяется наименьшим напряжением на входе (пороговым напряжением), при котором происходит переключение. Помехоустойчивость характеризует способность триггера нормально работать в условиях помех, функциональные возможности триггера характеризуются числом входных сигналов. Для обозначения функциональных возможностей триггеров в интегральном исполнении используется следующая маркировка: TR – RS-триггер; ТВ – JK-триггер; ТМ –D-триггер.

Для полного описания триггера достаточно задать его структурную схему из базовых логических элементов и закон функционирования. В качестве базовых логических элементов можно использовать элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Поскольку триггер является простейшим автоматом Мура, закон функционирования может быть задан таблицей переходов, в которой входные сигналы в момент их изменения и состояние триггера обозначены индексом t, а после переключения – индексом t+1 (табл. 1).

Таблица 1 – Таблица переходов

St	Rt	Qt	Qt+1	Режим
0	0	Qt	Qt	Хранение
1	0	Qt	1	Установка 1
0	1	Qt	0	Установка 0
1	1	Qt	-	Запрещено