Триггеры. Примеры использования RS триггеров

Триггеры.

Триггер – элемент памяти, способный хранить цифровую информацию. Триггеры используются в системах последовательной обработки информации, где необходимо хранить промежуточные результаты. Триггеры могут быть объединены в группы, называемые регистрами на N бит, где N – число триггеров в группе. В одном регистре можно записать двоичное число, но возможно также, что каждый бит имеет самостоятельное значение.

Простейший триггер можно построить из двух элементов 2И-НЕ или 2ИЛИ-НЕ. Это так называемый R-S триггер.

Таблица состояния RS триггера

Входы		Выходы		Комментарий
R	S
0	0			Хранение информации
0	1	1	0	Установка 1
1	0	0	1	Установка 0
1	1	0	0	Запрещенное состояние

RS триггер используется по схеме: предустановка – событие – проверка. Информация в этом триггере меняется немедленно после подачи соответствующего сигнала на входы R и  S. Такие триггеры называются асинхронными.

Примеры использования RS триггеров:

а. схема подавления дребезга контактов.

б. схема фазового детектора.

У более сложных синхронных RS триггеров имеется дополнительный вход синхронизации. Для записи в такой триггер на этот вход нужно подать соответствующий логический уровень. Данная схема  позволяет записывать информация со входов R и S в определенные моменты во время прихода тактовых импульсов. Например, можно производить запись информации с общей шины. Информация на этой шине может изменяться произвольно, но запись в данный триггер осуществляется тогда, когда на его тактовый вход приходит импульс. Триггеры подобного типа называются синхронными.

После некоторого изменения схемы информацию можно подводить по одной шине, причем можно обойтись двумя вентилями. Такие триггеры называют D-триггеры с защелкой или лэтч от английского слова latch – защелка. Сигнал на выходе синхронных триггеров появляется с задержкой на 1 такт сигнала синхронизации, отсюда название D – триггера (от слова delay – задержка). Если на входе D – триггера в состоянии С = 1 сигнал меняется, состояние триггера тоже меняется. Информация в триггере перестает меняться в момент, когда уровень логического сигнала на входе синхронизации С переходит в лог.0 – режим хранения. При этом последняя информация на входе D записывается. О таких триггерах говорят, что они синхронизируются уровнем тактирующего сигнала.

Существуют триггеры, у которых запись информации происходит в момент перехода тактирующего сигнала из лог.0 в лог.1 или наоборот и записанная информация не меняется в любом другом состоянии тактирующего входа.

Таблица состояния M-S триггера

Входы			Выходы
		С
х	х	х
0	1		0	1
1	0		1	0

Говорят, что такие триггеры управляются фронтом сигнала синхронизации. Они относятся к группе MS-триггеров.

Особенности работы.

·     Для нормальной работы триггера длительность фронтов должна быть достаточно малой. Обычно эта величина указывается в справочниках. Может указываться минимальная скорость изменения напряжения на входе или минимальная длительность фронта входного импульса . Например, для серии 1533 задается максимально допустимая длительность фронта сигнала – 1 мксек.

·       Запись информации в триггер производится, если сигналы на R, S были установлены за некоторое время  до рабочего перепада тактового импульса. В справочниках  обычно это время дается как время предустановки.

Большинство триггеров с записью по фронту построено по схеме M-S.

Из M-S  триггера легко получить счетный, если соединить попарно  и . В такой схеме информация на выходе изменяется всякий раз после прихода тактового импульса. При этом частота импульсов на выходе схемы в 2 раза миньше, чем на входе, т.е. получается делитель частоты на 2.

J-K триггеры

J-K триггер - универсальный элемент, который может быть использован как счетный триггер, а также для записи и хранения информации. Для записи информации используются J и K входы. В отличие от RS триггера, J и K входы могут принимать любые из 4 -х возможных значений. Синхронизация триггера осуществляется по входу С.

Таблица состояния J – K  триггера

Входы			Выходы		Комментарии
Jn	Kn	С
х	х	х			Начальное состояние
0	0				Хранение информации
0	1		0	1	Установки лог.0
1	0		1	0	Установка лог.1
1	1				Инверсия (режим деления на 2)

Если на входах J и K установлены лог. нули, то состояние триггера не изменяется при подаче импульсов на вход синхронизации. Это режим хранения информации. При состоянии на входах J=0 и K=1  после прихода спада импульса на входе С в триггер записывается лог. 0 и  лог. 1 при J=1 и K=0.  Если же на входах J и K установлены логические единицы, то этот режим соответствует делителю импульсов синхронизации С на два. При каждом отрицательном фронте импульса С триггер меняет состояние на инверсное.