Активний рівень (діюче значення) вхідного сигналу

 

Основою для синтезу тригерних схем у даній роботі є логічні елементи (ЛЕ) І-НЕ. Активним рівнем вхідного сигналу (0 або 1) для конкретної схеми називають таке його значення, яке, будучи поданим хоч би на один вхід схеми, однозначно визначає значення вихідного сигналу незалежно від рівнів сигналів на інших її входах.

Для ЛЕ І та І-НЕ активним рівнем вхідних сигналів є нульовий. Справді, при подачі на один з входів цих ЛЕ значення 0 на виході ЛЕ І установиться 0, на виході ЛЕ І-НЕ установиться 1, що визначається логічною функцією, яку виконує кожний з цих елементів.

Відповідно, для ЛЕ АБО та АБО-НЕ діючим значенням вхідних сигналів є одиниця. В цьому випадку на виході ЛЕ АБО з'явиться сигнал 1, на виході ЛЕ АБО-НЕ – сигнал 0, якщо хоч би на один з входів буде поданий сигнал 1.

Звідси випливає, що на невикористані (“зайві”) входи ЛЕ для нормальної роботи схем необхідно подавати тільки неактивні рівні сигналів: для ЛЕ І, І-НЕ – значення 1, для ЛЕ АБО, АБО-НЕ – значення 0. Відзначимо, що в інтегральних системах логічних елементів на невикористані входи ЛЕ автоматично подається потенціал неактивного рівня сигналів. Однак для надійної роботи схем в інженерних розробках на невикористані входи елементів зовнішнім монтажем виконується додаткова подача неактивних рівнів вхідних сигналів.

 

Синхронні та асинхронні тригери

Тригери поділяються на два класи: синхронні та асинхронні. Синхронний тригер має синхронізуючий вхід C для подачі тактового сигналу t, який не несе логічної функції, а тільки відзначає хід реального часу та дозволяє перемикання тригера лише у визначені його моменти. Якщо рівень синхронізуючого (тактового) сигналу неактивний, тригер зберігає свій поточний стан незалежно від значень сигналів на його інформаційних входах. Тригер перемикається у стан, відповідний значенням вхідних інформаційних сигналів, тільки в момент надходження активного рівня тактового сигналу t. Тригер, що не має синхронізуючого входу, називається асинхронним. Такий тригер відразу перемикається в момент зміни значень інформаційних сигналів на його входах.

Умовні графічні позначення тригерів на функціональних схемах показані на рис. 1.1,в; 1.2,в; 1.4,б. В основному полі ставиться символ T або TT для позначення однотактного чи двотактного (див. далі) тригера. Ліве додаткове поле може бути поділено на дві частини: асинхронну та синхронну. В асинхронній частині проставляються символи S та R несинхронізованої установки тригера у 1 та 0, в синхронній – символи входів відповідно до типу тригера. При цьому використовують такі позначення для входів:

S – (set – установка) – вхід роздільної установки тригера в 1;

R – (reset – скидання) – вхід роздільної установки в 0;

T – (toggle – перекидатися) – вхід тригера із лічильним входом;

D – (delay – затримка) – вхід D-тригера;

J – вхід синхронізованої установки у стан 1 (або інверсний стан) в універсальному JK-тригерові;

K – вхід синхронізованої установки у стан 0 (або інверсний стан) в універсальному JK-тригерові;

V – вхід, за яким тригер настроюється на виконання функцій, що визначаються значенням інших інформаційних входів (“клямка”);

C – вхід синхронізації (тактовий вхід);

C – прямий статичний вхід, прийом вхідної інформації виконується при одиничному значенні синхронізуючого сигналу (активний рівень сигналу дорівнює одиниці);

C – інверсний статичний вхід, прийом вхідної інформації виконується при нульовому значенні синхронізуючого (тактового) сигналу (активний рівень сигналу дорівнює 0);

C – прямий динамічний вхід, прийом інформації у тригер виконується в момент зміни значення синхронізуючого сигналу з 0 на 1 (перепад 0/1);

C – інверсний динамічний вхід, прийом інформації у тригер виконується в момент зміни значення синхронізуючого сигналу з 1 на 0 (перепад 1/0).

 

Асинхронний RS-тригер

 

Асинхронний (несинхронізований) RS-тригер (ARST) на інтегральних ЛЕ АБО-НЕ показано на рис. 1.1,а. Тригер утворений з двох логічних елементів АБО-НЕ, сполучених так, що виникають позитивні зворотні зв’язки, завдяки яким у одному з двох стійких станів вихідний транзистор одного елемента закрито, а другого – відкрито. Закон функціонування цього тригера визначається асинхронною кодованою таблицею переходів АТП (табл. 1.1) або умовною таблицею переходів УТП (рис. 1.1,б).

Забороненим вхідним набором є така комбінація, при якій на обох входах виявляються активні рівні сигналів. В цьому випадку тригерне кільце розривається та тригер перетворюється у два незалежних інвертора. Для тригера на ЛЕ АБО-НЕ забороненим вхідним набором є набір 11.

Таблиця 1.1 – АТП ARST на ЛЕ АБО-НЕ
Q RS			Режими роботи
			Збереження
			Установка 1
			Скидання
	-	-	Заборона

З’ясувати, якій з входів (верхній чи нижній на рис. 1.1,а) є входом S та який – R, можна таким чином. Якщо подати на входи набір сигналів 01 (0 – на верхній вхід, 1 – на нижній), то на виході Q тригера установиться сигнал 1, на виходи – сигнал 0, тобто тригер установиться в одиничній стан. Вхід, на який був поданий активний сигнал, при цьому має бути входом S (нижній вхід), інший (верхній) – входом R.

 

 

 

Рис. 1.1 – Принципова (а) та функціональна (в) схеми асинхронного
RS-тригера на ЛЕ АБО-НЕ та його умовна таблиця переходів – УТП (б)

 

 

Таблиця 1.2 – АТП ARST на ЛЕ І-НЕ
Q			Режими роботи
	-	-	Заборона
			Скидання
			Установка 1
			Зберігання

Асинхронний RS-тригер на ЛЕ І-НЕ показано на рис. 1.2,а. Закон функціонування цього тригера задається АТП (табл. 1.2) або УТП (рис. 1.2,б). Оскільки активний рівень вхідного сигналу тут нульовий, то забороненим буде вхідний набір 00. Входи S та R визначаються на схемі (рис. 1.2,а) аналогічно шляхом подачі вхідних наборів 01 та 10 і вияву станів, у яких опиниться тригер (при цьому заздалегідь визначають прямий та інверсний виходи). Умовне графічне позначення даного тригера показано на рис. 1.2,в.

 

 

Рис. 1.2 – Принципова (а) та функціональна (в) схеми асинхронного
RS-тригера на ЛЕ І-НЕ та його умовна таблиця переходів – УТП (б)