Лабораторний практикум з дослідження цифрових пристроїв на основі САПР MAX+PLUS II, страница 46

Q⁺ = S + Q , якщо RS = 0.            (6.1)

Підставляючи можливі комбінації змінних, крім забороненої, яка подана обмежувальною умовою в (6.1), неважко переконатись, що це рівняння описує аналітично правила функціонування тригера.

Під час синтезу послідовнісних пристроїв з використанням тригерів як елементної бази доводиться розв'язувати завдання, обернене аналізу, коли вихідні сигнали стають аргументами, а вхідні – функціями, які називаються функціями збудження. Отримання їх полегшується за допомогою таблиці переходів (рис. 6.1, и), що визначає, яку комбінацію  сигналів необхідно подати на входи тригера, аби він перейшов зі стану Q до стану Q⁺. Так, із таблиці станів RS-тригера (див. рис. 6.1, г) визначаємо, що переходові Q ®  Q⁺ = 0 ® 0 відповідають комбінації RS = 00 (кортеж i = 0) або RS = 10 (i = 4), тому в першому рядку таблиці занотовуємо код RS = х0, де,  як завжди, х = 0 або 1. Так само заповнюємо й інші рядки таблиці переходів RS-тригера, а для -тригера досить зінвертувати значення змінних. Довизначаючи в цій таблиці х = 1, можна виразити мінімальні функції збудження RS-тригера через стан Q⁺, до якого він має перейти за довільного початкового стану:

R = ⁺; S = Q⁺ при Q = х.             (6.2)

Наочніше переходи від одного стану до іншого, подані таблицею переходів, можна відобразити графічно – за допомогою спрямованого сигнального графа (або просто графа) тригера (рис. 6.1, к). У його вершинах, зображених колами, зазначають стани тригера Q = 0  та 1, а біля гілок (ребер, дуг) – коди сигналів RS, що відповідають даному переходові. Гілки, які замикаються біля однієї вершини, утворюють петлі, що відображають стійкі стани тригера. Так, петлі RS = Х0 відповідає режим збереження Q = 0, гілці RS = 01 – перехід тригера до стійкого стану Q = 1, в якому він перебуває, і при повторенні цієї комбінації сигналів, що відображається петлею 0Х. Відсутність на графі комбінації RS = 11 означає, що вона є заборонена.

6.1.2.2 Схемна реалізація асинхронних RS-тригерів. Побудова тригерів базується на створенні позитивного зворотного зв’язку (ПЗЗ) шляхом перехресного з’єднання виходів і входів логічних елементів (рис. 6.2, а), б). Коли під час перемикання тригера обидва елементи опиняються в активному режимі, тобто стають підсилювачами, внаслідок дії ПЗЗ виконуються умови самозбудження. Завдяки цьому стан тригера виявляється нестійким, тимчасово пристрій стає генератором (релаксатором – джерелом розривних, негармонічних коливань) і в ньому виникає регенеративний процес лавиноподібного перемикання (перекидання) до одного зі стійких станів. Регенеративний процес припиняється, коли один з елементів опиняється в режимі відсічки або інший – у режимі насичення, бо при цьому порушується баланс амплітуд (як відомо, в обох зазначених режимах коефіцієнт підсилення за змінним струмом дорівнює нулю).

Для -тригера на елементах І-НЕ (див. рис. 6.2, а) згідно з аксіомою алгебри логіки х × 1 = х пасивними є рівні логічної 1, тому він функціонує за перемикальною таблицею на рис. 6.1, е). Якщо при   =  = 1 асин­хронний -тригер перебуває в режимі збереження, наприклад, у стані Q = 0, як показано на схемі рис. 6.2, а) кодами в першій позиції станів та рівнями сигналів на часових діаграмах рис. 6.2, в) при t < t₁, то з надходженням у момент t₁ активного рівня логічного 0 до входу  (у другій позиції станів верхнім індексом нуль  = 0⁰ позначено, що від цього моменту відлічується час перемикання елементів схеми) спочатку перемикається плече Q з однією затримкою t_з.п (верхній індекс 1), а відтак плече  з двома затримками t_з.п (індекс 2) відносно появи рівня  = 0. Кількість затримок t_з.п на ідеалізованих часових діаграмах для спрощення показано цифрами 1, 2. Аналогічно відбувається й скидання тригера до стану Q = 0 рівнем  = 0, як показано в третій позиції станів на схемі та на часових діаграмах, починаючи з моменту t₂.