Триггеры и счетчики имульсов

Триггеры

        Триггер – это логическая схема, которая представляет собой цифровой элемент с двумя устойчивыми состояниями, в каждом из которых может находиться бесконечно долгое время (пока действует напряжение питания).

        Переход из одного состояния в другое осуществляется при подаче на вход (или входы) запускающего импульса или соответствующего перепада напряжения.

Триггер в общем виде выглядит следующим образом:

[pic 1]

        У триггера имеется два выхода: [pic 2] - прямой, [pic 3] - инверсный. Сигналы на выходах взаимно инвертированы. Состояние триггера определяется по выходу [pic 4].  Если на выходных шинах - [pic 5] = 1, [pic 6] = 0 , то говорят, что  «триггер установлен» в единицу, если [pic 7] = 0, [pic 8] = 1 , то говорят, что  «триггер сброшен» в нулевое состояние.

        Как начальное состояние, так и переход триггера из одного состояния в другое  определяется комбинацией запускающих сигналов, подаваемых на входные шины управления или информационные входы. По названию информационных входов триггеры получают свое название:

        S – от set – т.е установить (Q = 1)

        R – от reset – т.е переустановить или  сбросить (Q = 0)

        D –  от delay – задержать

        Т –  от toggle – переключатель, триггер со счетным входом

        J –  от jerk -  быстро установить, соответствует S, устанавливает (Q=1)

        K – от kill- быстро сбросить, соответствует R, сбрасывает (Q = 0)

        По способу записи информации триггеры подразделяются:

- асинхронные ;

- синхронные (тактируемые).

        К асинхронным относятся триггеры имеющие только информационные входы (например, R  S).  Запись информации в эти триггеры осуществляется именно в момент поступления управляющих сигналов  на его входы.

        Синхронные (тактируемые), кроме информационных имеют дополнительные синхровходы С, активный сигнал на которых дает разрешение на  управление. Т.о. запись информации в такие триггеры осуществляется только в момент действия тактирующего импульса на синхровходе С.

Триггеры с установочными входами
RS – триггеры

1. Асинхронный RS – триггер с прямым управлением

Простейшим триггером является RS-триггер с прямым управлением. Для такого триггера активным логическим уровнем является логическая единица, логический нуль – является отсутствием активного логического уровня.  Т.о. если на входе S  присутствует уровень логической единицы – S = [1], триггер должен установиться и Q = [1], если S = [0] то активный логический уровень отсутствует  -триггер свое состояние не меняет. Если на входе R присутствует уровень логической единицы – R = [1], триггер должен сброситься и Q = [0]. если R = [0] то активный логический уровень отсутствует  - триггер свое состояние не меняет.

        В общем виде RS-триггер с прямым управлением имеет вид:

[pic 9]

        Строится асинхронный RS – триггер на однотипных логических элементах ИЛИ-НЕ, охваченных положительной обратной связью. Схема имеет вид:

[pic 10]

        Предположим, что на выходе [pic 11] присутствует логическая единица, т.е. [pic 12] = [1], а на входах R и S присутствуют логические нули. На выходе [pic 13] будет присутствовать сигнал, равный логическому нулю, т.е. [pic 14] = [0],  и в схеме будут созданы условия, обеспечивающие значение [pic 15] = [1].

        С учетом исходных условий,  на входы 3 и 4 логического элемента ИЛИ-НЕ поступит [0] с входа S  и [1] выхода [pic 16]. На выходе [pic 17] в соответствии с логической операцией, которую выполняет элемент ИЛИ-НЕ, появится сигнал, равный логическому нулю, т.е. [pic 18] = [0], т.е. инверсное значение по отношению к выходу [pic 19]. Уровень логического нуля  с выхода [pic 20] поступит в это время на вход 2 верхнего элемента ИЛИ-НЕ, на первый вход которого со входа R также поступит уровень логического нуля. Два сигнала, равные логическому нулю, поступающие на входы элемента ИЛИ-НЕ, обеспечивают на выходе уровень, равный логической единице, т.е [pic 21] = [1]. Таким образом, состояние верхнего элемента ИЛИ-НЕ не изменяется и будет поддерживаться состояние, которое задано изначально. Если принять в качестве исходного состояния, что триггер сброшен, т.е. на прямом выходе – логический нуль и проведя аналогичные рассуждения и логические операции, можно доказать, что триггер может находиться во втором устойчивом состоянии, когда [pic 22] = [0], [pic 23] = [1].