Асинхронные RS-триггеры.

Триггеры

Триггером называется устройство, способное формировать два устойчивых значения выходного сигнала и скачкообразно изменять эти значения под действием внешнего управляющего сигнала. Это свойство позволяет применять триггер в качестве элемента памяти.

Триггер — простейшее ПЦУ, предназначенное для записи и хранения одноразрядных двоичных чисел.

Триггер — это простейший цифровой автомат с памя­тью, способный хранить 1 бит (binary digit — двоичный разряд) информации.

В основе любого триггера находится регенеративное кольцо из двух инверторов, охваченных глубокой поло­жительной обратной связью. Поэтому переход из одного состояния в другое происходит лавинообразно за очень короткое время.

Триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный . Состояние триггера определяют по значению сигнала на прямом выходе Q. Значения сигналов на прямом Q и ин­версном выходах всегда противоположны.

Существующие типы триггеров классифицируются по различным признакам. Наиболее часто используется клас­сификация по типу используемых информационных вхо­дов. Приняты следующие обозначения входов триггеров:

S — раздельный вход установки триггера в единичное состояние по прямому выходу Q (Set — установка); Q = 1;

R — раздельный вход установки триггера в нулевое состояние по прямому выходу Q (Reset — сброс); Q= 0;

J — вход установки универсального триггера в состоя­ние 1 (jerk -резко включить); Q = 1;

К — вход сброса универсального триггера в состояние 0 (kill — резко выключить); Q = 0;

D — информационный вход переключения триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе. В различных источниках по-разному объясняют происхождение названия этого входа: от слова Delay — задержка, состояние триггера повторяет входной сигнал, но с задержкой, определяемой тактовым импульсом; от слов Data input — на вход подается информация, пред­назначенная для записи в триггер;

Т — счетный вход (Toggle — переключатель);

С — синхронизирующий вход (Clock).

Одновременная подача сигналов установки S и сброса R не допускается (такая комбинация сигналов называется запрещенной). Назначение входов J и К такое же, как и входов S и R, однако, универсальность J и К допускает возможность одновременной подачи сигналов на оба входа J = К = 1. В этом случае триггер переключается в про­тивоположное предыдущему состояние.

Кроме основных входов триггеры могут иметь допол­нительные:

вход V — запрет и входы начальной установ­ки. Вход запрета V блокирует работу триггера, запрещает запись новой информации, триггер сколь угодно долго сохраняет ранее записанную информацию.

Наименование триггера определяется типами его вхо­дов. Например: RS-триггер, универсальный JK-триггер, D-триггер, счетный T-триггер.

Микросхемы, составляющие подгруппу триггеров, имеют в маркировке букву Т. Функциональное назначе­ние микросхем-триггеров определяется двумя буквами: ТВ- универсальные (типа JK); ТД — динамические; ТК — комбинированные (D-T, R-S-T др.); TЛ — триггер Шмит­та; ТМ — с задержкой (типа D); ТР — с раздельным за­пуском (типа RS); ТТ — счетные (типа Т); ТП — прочие. Например, К1533ТМ8; 564ТВ1.

По моменту реакции на входной сигнал триггеры под­разделяют на асинхронные (нетактируемые) и синхрон­ные (тактируемые).

Асинхронный триггер изменяет свое состояние непос­редственно в момент изменения сигнала на его информа­ционных входах.

Синхронный триггер изменяет свое состояние лишь в строго определенные (тактовые) моменты времени, соот­ветствующие воздействию активного синхросигнала на его синхронизирующем входе С, и не реагирует на любые из­менения информационных сигналов при пассивном зна­чении сигнала на синхровходе.

По виду активного логического сигнала, действующе­го на входах, триггеры различают на статические — уп­равляемые уровнем, и динамические — управляемые пе­репадом (фронтом) входного сигнала.

Входы бывают прямыми и инверсными. Для переклю­чения триггера на прямой вход необходимо подать еди­ничный сигнал, а на инверсный — нулевой. Прямое дина­мическое управление означает переключение при измене­нии входного сигнала с нулевого значения на единичное, инверсное динамическое — при изменении входного сиг­нала с единичного на нулевое.

По характеру процесса переключения триггеры делят­ся на одноступенчатые и двухступенчатые.

В одноступенчатом триггере переключение в новое со­стояние происходит сразу, в двухступенчатом — по эта­пам.

RS-триггеры

RS-триггер — это триггер с раздельной установкой со­стояний логического нуля и логической единицы (с раз­дельным запуском). Он имеет два информационных вхо­да S и R. По входу S триггер устанавливается в состояние Q = 1 ( Q = 0), по входу R — в состояние Q = 0 ( Q =1).

Асинхронные RS-триггеры.

В асинхронных триггерах срабатывание происходит непосредственно в момент из­менения сигнала на информационных входах. Асинхрон­ные -RS-триггеры являются наиболее простыми. В каче­стве самостоятельного устройства используются редко, но являются основой для построения более сложных систем.

В зависимости от логической структуры асинхронные RS-триггеры бывают с прямыми либо инверсными входами. Схемы и условные обозначения приведены на рис. 3.1; 3.2. Триггеры такого типа построены на двух логических эле­ментах: 2ИЛИ-НЕ — триггер с прямыми входами (рис. 3.1); 2И-НЕ — триггер с инверсными входами (рис. 3.2).

Логические элементы ИЛИ-HE (И-НЕ) с инвертирова­нием сигнала схвачены петлей положительной обратной связи. При таком соединении логическая единица на вы­ходе одного логического элемента (ЛЭ) поступает на вход другого ЛЭ и обеспечивает логический ноль (инвертиро­вание) на его выходе. Логический ноль на выходе ЛЭ поступая на вход другого, при инвертировании дает логи­ческую 1. Таким образом, выходы Q и всегда находят­ся в противоположных состояниях. Соединение элемен­тов по данной схеме позволяет получить цепь с двумя ус­тойчивыми состояниями. Устойчивое состояние будет под­держиваться сколь угодно до поступления входных уп­равляющих сигналов.

Активным называют логический уровень, действую­щий на входе логического элемента и однозначно опреде­ляющий логический уровень выходного сигнала незави­симо от логических уровней, действующих на остальных входах. Для элементов ИЛИ-HE активным является вы­сокий уровень — логическая 1, а для элементов И-НЕ — низкий уровень, логический 0. Уровни, подача которых на один из входов не приводит к изменению логического уровня на выходе элемента, называют пассивным.