ТРИГГЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Триггер - это устройство, имеющее два состояния устойчивого равновесия и способное скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала.

В современной электронике триггеры выполняются либо на основе интегральных логических элементов, либо в виде интегральной микросхемы, представляющей собой завершенный функциональный элемент.

Триггер на цифровых интегральных микросхемах имеет в своем составе собственно триггер и логическое управляющее устройство, которое определяет функцио­нальные возможности триггера. Управляющее устройство преобразует поступающую на вход информацию в сигна­лы, управляющие собственно триггером. Сам триггер можно считать элементом памяти, записывающим полу­ченную информацию.

Триггерное устройство имеет информационные и тактовые (синхронизирующие) входы и два выхода: прямой и инверсный. Состояние триггера определяется вы­ходным сигналом в единичном состоянии или в нулевом.

По способу записи информации триггеры подраз­деляются на асинхронные и синхронные (тактируемые). В асинхронных триггерах запись информации осуществляет­ся непосредственно с поступлением информационного сигнала на его вход. В синхронных триггерах запись ин­формации происходит при подаче разрешающего (синхро­низирующего) импульса по уровню или по фронту 1/0 (0/1). В течение паузы между синхроимпульсами состоя­ние триггера сохраняется при любых изменениях инфор­мационных сигналов.

По функциональному назначению триггерные уст­ройства разнообразны. На практике наибольшее примене­ние получили RS-, D-, Т-, JK- триггеры. Работу триггера удобно описать с помощью таблицы истинности, выра­жающей зависимость выходного сигнала триггера в мо­мент времени t_n+l от входных сигналов и состояния триг­гера в предыдущий момент времени t_n.

Для асинхронного триггера момент времени t_n+1 наступает, когда под действием входных сигналов и в за­висимости от внутреннего состояния в момент времени t_n выходной сигнал принимает значение, соответствующее последующему состоянию. Для синхронного триггера вре­мя t_n и t_n+1 означает время до и после прихода синхроим­пульса.

RS-триггер

Асинхронные RS-триггеры являются простейшими и получили широкое распространение в импульсной и цифровой технике. В частности, они служат основой триг­геров других типов и легко могут быть построены на логи­ческих элементах типа «ИЛИ-НЕ» или «И-НЕ».

Условное обозначение асинхронного RS-триггера приведено на рис. 113 а, характер функционирования - в таблице истинности.

Как видно из третьей строки, при отсутствии на входе RS-триггера импульсов сохраняется предыдущее со­стояние его входов. Одновременная подача логической «1» на оба входа запрещена из-за неопределенности состояния на выходе.

Примечание. R и S - информационные сигналы на входе триггера; Q_t, Q_t+1 - состояние триггера соответственно до и после прихода ин­формационных сигналов; * - неопределенное состояние триггера.

В отличие от асинхронного RS-триггера, срабаты­вающего с приходом информационных сигналов R и S, синхронный триггер будет сохранять состояние Qt не­смотря на наличие информационных сигналов на входах, и только с приходом тактового импульса воспринимает ин­формацию по входам и переходит в новое устойчивое со­стояние.

D-триггер

Название происходит от английского слова delay -задержка, поэтому этот триггер называется триггером за­держки. Он имеет информационный вход D и вход син­хронизации С (рис. 113 б).

Триггер является тактируемым и работает по про­стейшей логике, соответствующей таблице истинности:

Триггер меняет свои значения на выходах (пере­ключается) только при подаче тактирующих импульсов на вход С.

Тактируемые D-триггеры могут быть с потенци­альным и динамическим управлением. У первых из них информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала С = 1. В триггерах с динамическим управ­лением информация записывается только в течение пере­пада напряжения на входе синхронизации. Динамические входы изображают на схемах треугольником.

Т-триггер

T-триггер имеет один управляющий счетный вход (Т) и два выхода (Q и Q) (рис. 113 в). Информация на вы­ходе меняет значение на противоположное при каждом перепаде напряжения на входе. Таблица истинности:

Триггер является асинхронным. T-триггер подсчи­тывает входные сигналы по модулю 2, т.е. частота выход­ных импульсов в два раза меньше входных. Это свойство используется при построении двоичных счетчиков.

JK-триггер

Это универсальный триггер, специфичный толь­ко для ИМС. JK-триггеры могут быть синхронными и асинхронными. Условное обозначение синхронного JK-триггера показано на рис. 113г.

При поочередном поступлении импульсов на вхо­ды JK- триггер работает подобно RS-триггеру, но при од­новременной подаче импульсов на оба входа JK-триггер меняет свое состояние на противоположное.

JK-триггер универсален, т.к. путем внешней ком­мутации может быть преобразован в RS-, D-, T-триггеры.

Рис. 113. Условное обозначение RS-триггера (а), D- триггера (б), T-триггера (в),

JK- триггера (г)