Изучение различных схем RS-триггеров и их функционирования

Лабораторная работа 3.1. R– Sтриггер

Цель работы

Изучение различных схем RS-триггеров и их функционирования, приобретение навыков в определении характеристик триггеров.

Основные теоретические положения

Триггер (защелка) представляет собой устройство с двумя устойчивыми состояниями. Таблицы истинности RS-триггера и его разновидностей представлены в табл. 1. Файлы для моделирования RS-триггеров расположены в папке Lab_3_1\Модели.

Таблица истинности RS-триггеров                                                          Таблица 1

RS -триггер				R -триггер				S -триггер				E -триггер
R	S	Qn+1		R	S	Qn+1		R	S	Qn+1		R	S	Qn+1
0	0	Q n		0	0	Q n		0	0	Q n		0	0	Q n
0	1	1		0	1	1		0	1	1		0	1	1
1	0	0		1	0	0		1	0	0		1	0	0
1	1	–		1	1	0		1	1	1		1	1	Q n

По способу записи информации различают триггеры: асинхронные; синхронные.

У асинхронных триггеров запись информации осуществляется с поступлением информационного сигнала на его вход.

Асинхронный RS-триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный Q’ и два входа S(et) установка (Q=1) и R(eset) сброс (Q=0).

Выход триггера переходит в состояние Qn+1 =0, если S =0, R =1. При S =1, R =0 на выходе Qn+1 =1. Когда S =0, R =0 триггер сохраняет прежнее значение Qn. Комбинация сигналов S =1, R =1 запрещена, т.к. на прямом Q и инверсном Q’ выходе устанавливаются одинаковые значения, которые при переходе в режим хранения не сохраняются.

На рисунках 1, 2 изображены асинхронные RS-триггеры и их таблицы истинности.

Рис. 1 Схема RS-триггера на элементах 2ИЛИ-НЕ

В синхронных триггерах, имеющих информационные и тактовые входы,  запись осуществляется  только при подаче разрешающего тактового импульса.

Рис. 2 Схема RS-триггера на элементах 2И-НЕ

Триггеры в виде логических компонентов расположены в поле элементов Digital(рис. 3).

Использование генератора слов позволяет проанализировать работу RS-триггера на всех наборах переменных.

Рис. 3 RS-триггер из поля элементов Digital

 На рис. 4 изображен RS-триггер на реле, как вариант его реализации.

1 Приоритетные триггеры

Триггеры, у которых одни входы имеют преимущество над другими в установлении сигналов на выходе, называются приоритетными.

Такими устройствами, согласно таблице 1, являются  R, S, E-триггеры. Последняя строка таблицы 1 определяет приоритет соответствующего входа.

Приоритетным триггером является схема, представленная на рисунке 5.

Схема E триггера (рис. 5) устанавливает преимущество входного сигнала R или S, который появился на входе первым с помощью логической операции Импликация. Пришедший первым сигнал (логическая единица) инвертируется и устанавливает запрет на поступление сигнала на второй вход с помощью логической операции умножения.

Рис. 4 Схема RS-триггера на реле

Рис. 5 Схема Е-триггера

2 Синхронные триггеры

Запись информации в триггер (рис. 6) происходит при наличии на входе C=1.

                                                    Рис. 6 Синхронный RS-триггер

Триггер имеет потенциальный вход C. Запись информации происходит при наличии на входе C уровня логической единицы. При этом изменение состояния триггера связано с поступлением сигналов на входы R, S.

Задание 1

Подавая логические сигналы на входы триггеров (рис. 1…6) определить соответствующие логические сигналы на их прямом и инверсном выходе.

Задание 2

Определить наименование триггера (рис. 4), файл L3_RS_05.ewb. В таблице 2 оставить его правильное обозначение, остальные удалить.

Таблица задания 2                                                                              Таблица 2

Задание 3

Определить, какие триггеры, собранные на основе RS-триггера, представлены на рис. 7. Оставить в таблице 3 правильные наименования триггеров, остальные удалить.

Рис. 7 Схемы триггеров

Таблица задания 3                                                            Таблица 3

Триггер (рис. 7, а)	Триггер (рис. 7, б)	Триггер (рис. 7, в)
Синхронный D	Синхронный D	Синхронный D
Синхронный T	Синхронный T	Синхронный T
Синхронный RS	Синхронный RS	Синхронный RS
Асинхронный R	Асинхронный R	Асинхронный R
Синхронный R	Синхронный R	Синхронный R
Синхронный S	Синхронный S	Синхронный S
Синхронный E	Синхронный E	Синхронный E

Выводы

Триггеры являются ячейками памяти, куда заносится информация в двоичном коде, при необходимости информация считывается.

Простейшим является асинхронный RS триггер. На его основе создаются все более сложные триггеры.

Приоритетные триггеры позволяют исключить сбои и ошибки в работе различных устройств. Например, E-триггер исключает зажигание сигналов светофора одинакового цвета для различных направлений движения транспорта и т.д.

Простейшим примером триггера является выключатель освещения.