11.5. Триггеры

Триггер служит для запоминания и хранения одного бита информации - «0» или «1». В общем случае у триггера имеются два типа входов: для сигналов, определяющих новое состояние триггера (информационные), и для занесения этой информации в триггер (исполнительные, или синхронизирующие).

Рис. 11.12. Триггер (а) и его устойчивые состояния: единица (а) и нуль (б)

Простейший триггер (рис. 11.12 а) представляет собой соединение двух инверторов, выход каждого из которых подан на вход другого. Это так называемый собственно триггер. Он служит основой для построения и более сложных триггеров. Если на входах А и В этого триггера- логические единицы, то триггер хранит либо состояние «единица» (Q=1, рис. 11.12б), либо состояние «нуль» (Q=0, рис. 11.12в). Каждое из этих состояний триггера устойчиво и может сохраняться сколь угодно долго, что легко проверить по таблице истинности двухвходовой схемы И - НЕ (см. рис. 11.1). Так как в устойчивом состоянии триггера сигнал на выходе нижнего инвертора всегда противоположный (инверсный) по отношению к Q, то соединенный с ним вывод называют инверсным выходом триггера (рис. 11.13а,б).

Рассматриваемый триггер называется RS-тригтером (от англ. set - установить, reset - переустановить) и имеет только информационные инвертирующие входы S и R. Состояние, в которое он установлен сигналами на этих входах, сохраняется (запоминается), если после установочных сигналов на входы поступят логические единицы. Подобно таблице состояний для комбинационных схем таблица переходов триггера (рис. 11.13в) показывает, в какое состояние перейдет триггер после подачи на его входы любой возможной комбинации сигналов. Так как новое состояние триггера Q_t+1 зависит не только от входных сигналов, но и от того, в каком состоянии находился триггер при поступлении этих сигналов, то в полной таблице переходов на правах входного сигнала фигурирует исходное состояние Q_t. Анализ таблицы, приведенной па рис. 11.13в, показывает, что без потери каких-нибудь сведений полная таблица может быть заменена сокращенной (рис. 11.13г). В обеих таблицах прочерки указывают на то, что при построении схем нельзя допускать появления содержащихся в этих строках комбинаций, так как неизвестно, в каком состоянии окажется триггер после .

Рис. 11.13. Структура (а), обозначение (б), полная (в) и сокращенная (г) таблицы переходов RS триггера

Итак, - триггер обладает следующими свойствами:

- сохраняет состояние при ;

- устанавливается в «1» при , ;

- устанавливается в «0» при , ;

- комбинация запрещена.

Простейший RS-триггер имеет некоторые самостоятельные применения. Одно из них, нередко используемое в электронике и экспериментальной физике. С их помощью реализуются «бездребезговые» одиночные перепады напряжения и импульсов. Простые механические ключи для этой цели непригодны, так как реальный процесс замыкания и размыкания состоит из большого количества чередующихся состояний соединения и разъединения контактов- «дребезга». Схема, приведенная на рис. 11.14, свободна от этого недостатка, и при переключении ключа Кл на выходе триггера происходит скачок напряжения. Дребезг переключателя Кл не оказывает на этот скачок влияния: триггер опрокидывается при первом касании, а в дальнейшем разрывы контактов эквивалентны поступлению на вход логической единицы или режиму хранения нового установившегося состояния.

Рис. 11.14. «Бездребезговый» генератор одиночных перепадов напряжения

Рис. 11.15. Структура (а), обозначение (б) и таблица переходов (в) синхронизируемого тригера