Цифровые электронные приборы. Часть 1: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 2

1.1. Устройство и принцип работы триггера

Триггер – это устройство с двумя устойчивыми состояниями выходного сигнала, содержащее запоминающую ячейку и схему управления, преобразующую входные сигналы в комбинацию воздействий, поступающих на входы запоминающей ячейки.

Обобщенная схема триггерного устройства представлена на рис. 1.1, где приняты следующие обозначения: S_у и R_у – установочные   входы; J – К – информационные входы; С₁ – С_m – входы синхронизации (тактовые входы); V₁ – V_к – управляющие входы; S*, R* – информационные входы запоминающей ячейки; Q,  – выходы.

Рис. 1.1. Обобщенная схема триггерного устройства

Коммутационные входы используются для внешних соединений в программируемых универсальных триггерах. В реальных схемах триггеров некоторые входные сигналы и связи, приведенные на рис. 1.1, могут отсутствовать, а в простейших триггерах может не быть схем управления.

Для коммутационных входов приняты следующие обозначения:

S (Set – установка) – вход для раздельной установки триггера в состояние логической единицы («1»)  (Q = 1;  = 0);

R (Reset – сброс) – вход для раздельной установки триггера в состояние логического нуля («0»)  (Q = 0;  = 1);

J (Jump – внезапное включение) – вход для установки JK-триггера в состояние «1»;

К (Keep – внезапное отключение) – вход для установки JK-триггера в состояние «0»;

D (Delay – задержка, Drive – передача) – вход для установки D-триггера в состояние «0» или «1»;

V (Value – клапан, вентиль) – вход для разрешения приема либо информационных, либо тактовых сигналов;

С (Clok – синхронизация) – тактовый (синхронизирующий)  вход, разрешающий схеме управления записать информацию в триггер.

1.2. Классификация триггеров

Виды классификации триггеров приведены на рис. 1.2.

		а
			Асинхронные

 

Триггеры

Управляемые фронтом

                                                                                       

Синхронные

                                                                                       

 

б

Рис. 1.2. Классификация триггеров по способу организации

логических связей (а) и по способу приема информации (б)

По способу организации логических связей (рис. 1.2, а) применяются триггеры различных типов: RS, D, T, JK и др. Кроме того, используются комбинированные триггеры (например, RST-, JKRS-, DRS-триггеры), в которых совмещается несколько типов, и со сложной входной логикой, в которых сигналы различных входов связаны логическими зависимостями (например, JK-триггер с группами входов J = J₁ J₂ J₃, K = K₁ K₂ K₃  или J =   , т. е. эти входы объединены операцией конъюнкции). RS-триггер имеет два входа – S и R, на которые недопустима одновременная подача сигналов. D-триггер имеет один вход, его состояние определяет входной сигнал, но с задержкой, определяемой тактовым (синхронизирующим) импульсом. Т-триггер со счетным входом меняет свое состояние каждый раз при поступлении входного сигнала. JK-триггер подобен RS-триггеру, имеет два логических  входа  J (установка «1») и К (установка «0»), но в отличие от RS-триггера допускает подачу сигналов на входы J и K, т. е. J = К = 1. В этом режиме JK-триггер работает как счетный относительно тактовых импульсов.

          По способу записи информации (рис. 1.2, б) триггеры подразделяются на асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые). По способу синхронизации различают триггеры со статистическим управлением записью информации, когда триггер срабатывает при  установке на его синхронизирующем входе «С» уровня «1» или «0» (в зависимости от элементной базы), и с динамическим управлением записью, когда триггер срабатывает во время нарастания или спада синхроимпульса, т. е. по фронту (рис. 1.3).

          По количеству  тактовых входов различают триггеры одно-, двух- и многотактные. По характеру переключения триггеры делятся на одно- и двухступенчатые (MS-схемы – Master-Slave – хозяин – слуга). Аббревиатура MS отражает работу триггера: входная ступень вырабатывает новое условие, а выходная его копирует. Временные процессы в синхронных триггерах и условные обозначения синхронизирующих входов показаны на рис. 1.3.

1.2.1. RS-триггер

Схема асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ  приведена на рис. 1.4, а последовательность его работы при различных воздействиях на входах S и R - в табл. 1.1.

При подаче на оба входа триггера логической «1» S = R = 1, на обоих выходах формируется «0» (эта комбинация запрещена и не используется).

Согласно второй строке табл. 1.1 (таблицы истинности) при S = 1 и R = 0 на выходе Q устанавливается «1», а на выходе  – «0». В этом случае говорят, что триггер установлен в состояние «1».

в

а

 

C