Триггеры

Триггерами называют большой класс электронных устройств, обладающих двумя или более устойчивыми состояниями, способных под действием внешних управляющих сигналов переключаться в любое из этих состояний и находиться в них сколь угодно долго после прекращения действия этих сигналов.

Если число устойчивых состояний триггера равно двум, то триггер называют двухстабильными или бистабильными, если число устойчивых состояний больше двух - то многостабильными или многофазными. В отличие от рассмотренных ранее логических элементов, триггеры являются элементами с памятью. Их состояние зависит не только от сигналов, приложенных к его входам в данный момент времени, но и от сигналов, воздействовавших на него ранее.

Триггерные устройства являются наиболее распространенными элементами цифровых схем. Наибольшее применение триггеры нашли в счетчиках, регистрах, элементах памяти, распределителях и др. Триггеры имеют и самостоятельное применение. Например, в схемах устранения дребезга контактов, выделении одного иди нескольких импульсов из серии и др.

3.1 Бистабильные триггера.

Триггеры этого типа имеют два выхода. Один из них называют прямым и обозначают Q, другой называют инверсным и обозначают . Состояние выходов всегда находятся в противофазе по отношению друг к другу, т.е. если Q = l, то = 0 и наоборот.

Если на прямом выходе Q = 1, то говорят, что триггер находится в единичном состоянии, если Q = 0 то триггер находится в нулевом состоянии. Запрещенной комбинацией является Q = . В этом случае состояние триггера не определено.

В общем виде триггер может содержать следующие входы и выходы (рис. 3-1):

Рис. 3-1

При описании триггеров используется понятие активного логического сигнала. Активным логическим сигналом называют управляющий сигнал на входах триггера, вызывающий изменения на его выходах. Не активный логический сигнал состояние триггера не изменяет. В зависимости от вида активного логического сигнала, входы триггера делят на две группы:

1. Статические входы – управляющее воздействие осуществляется в течении всего времени действия активного логического сигнала (логической 1 или логического 0).

2. Динамические входы – управляющее воздействие осуществляется в момент изменения активного логического сигнала на входе.

К статическим входам относятся R, S, J, K и D входы. Если активный уровень сигнала на статическом входе 1, то вход называется прямым. Если активный уровень сигнала на статическом входе 0, то вход называется инверсным. К динамическим входам относится вход С. Активным может быть как изменение сигнала на входе С с 1 на 0, так и с 0 на 1.

Условные графические обозначения входов R, S и С, в зависимости от вида активного сигнала, показаны в таблице 3 -1.

В зависимости от момента реакции триггера на активный логический сигнал на входе различают:

1. Тактируемые входы – переключение триггера происходит в моменты времени, определяемые появлением активного логического сигнала на входе синхронизации (вход разрешения приема данных с управляющих входов). При отсутствии активного сигнала на входе синхронизации С никакие изменения сигнала на тактируемых входах не изменяют состояние триггера.

2. Не тактируемые входы – активный логический сигнал вызывает изменение состояния триггера сразу же после своего появления на входе триггера.

Таблица 3-1

Вход	«Активный» сигнал	Условное графическое обозначение
Инверсные
Прямые S и R
Вход тактирования (синхронизации)	изменение с 0 на 1
изменение с 1 на 0

К тактируемым входам относятся входы J, K и D. Считывание с них информации и установка триггера в соответствующее состояние, происходит только в момент изменения сигнала на входе синхронизации С. Считывание информации с управляющих входов может происходить при изменении сигнала на входе синхронизации (тактирования) С либо с 0 на 1, либо с 1 на 0. Статический сигнал 0 или 1 не вызывает считывания данных с управляющих входов.

Входы RS, в зависимости от типа триггера, могут быть как тактируемыми, так и не тактируемыми.

Триггеры, имеющие вход синхронизации С, называют синхронными, а триггеры у которых вход С отсутствует – асинхронными.

В зависимости от имеющихся входов триггеры делят на следующие виды:

1. RS -триггеры с раздельной установкой в 1 и 0 (входы S и R).

2. D -триггеры (другие названия - триггер задержки, триггер данных) (входы D и C).

3. Универсальные JK -триггера (входы J, K и C).

Выпускаемые промышленностью универсальные триггеры в интегральном исполнении имеют как тактируемые так и не тактируемые входы.

3.2 Нетактируемый RS-триггер на логических элементах И – НЕ

Схема триггера приведена на рис. 3-2, а изменение его состояния, в зависимости от управляющих сигналов, показано в таблице 3-2.

Рис. 3-2

Для примера рассмотрим установку триггера в 1. анализ процесса переключения триггера необходимо начинать с «активного» уровня» сигнала. Для данного триггера таким уровнем является 0. В соответствии с алгоритмом работы логического элемента И – НЕ на его выходе будет 1, если хотя бы на одном из его входов 0. На вход подан 0. Поэтому, на прямом выходе Q будет 1. 1 с прямого входа поступает на вход нижнего (по схеме) элемента И - НЕ. Т.к. на вход подана 1, то на инверсном выходе будет 0. Триггер установлен в единичное состояние. При появлении на входе логической 1, состояние триггера не изменится, т.к. состояние элемента 1 определяет 0, поступающий с элемента 2. При 1 на обоих управляющих входах триггер «хранит» состояние, в которое он был установлен.

Не тактируемый RS триггер может быть выполнен на элементах ИЛИ – НЕ (рис. 3-3).

Рис. 3-3

Активным уровнем управляющего сигнала является 1.

3.3 Тактируемый RS – триггер

Схема тактируемого RS -триггера приведена на рис. 3-4, а изменение его состояния, в зависимости от управляющих сигналов, показано в таблице 3-4.

Рис. 3-4

Установка тактируемого RS -триггера в состояние, определяемое входами RS, происходит при изменении сигнала на входе синхронизации C с 0 на 1. Вход C является динамическим входом, т.е. постоянный уровень сигнала на входе синхронизации (нулевой или единичный) или изменение его с 1 на 0 не вызывают изменения состояния триггера. Свойства входа синхронизации определяет одновибратор, собранный на элементах D 1, D 2 и конденсаторе C. Работа одновибратора подробно описана в разделе 8.1. При активном изменении сигнала на входе C на выходе одновибратора появляется единичный импульс, разрешающий передачу данных с входов S и R через элементы D 3 и D 4 на входы не тактируемого RS -триггера, собранного на элементах D 5 и D 6.

Дата добавления: 2015-07-21