Теоретичні відомості про тригери

 

RS – тригери

 

В залежності від способу запису інформації RS – тригери поділяються на асинхронні та синхронні. Для створення асинхронного тригера достатньо двох однотипних логічних елементів. Найчастіше RS – тригери будують на логічних елементах І-НЕ чи АБО-НЕ. Умовні графічні позначення RS – тригерів з прямим та інверсним входами показані відповідно на рис. 5.1а, б.

а б

Рис. 5.1. Умовні графічні позначення RS-тригера

RS – тригер характеризується двома станами: логічною 1 (Q = 1, = 0) і логічним 0 (Q = 0, = 1).

На рис. 5.2а показана функціональна схема асинхронного RS – тригера з інверсними входами на двовходових логічних елементах І-НЕ.

Рис. 5.2. Функціональна схема (а) асинхронного RS – тригера з інверсними входами та його часові діаграми напруг (б).

Закон функціонування тригера наведено у таблиці переходу (табл. 5.1а), де та – інформаційні сигнали на вході тригера; Qⁿ – стан тригера на прямому виході до появи на входах інформаційних сигналів; Qⁿ⁺¹ – стан тригера на прямому виході після появи інформаційних сигналів (після його переключення).

Характеристичне рівняння RS – тригера має вигляд Qⁿ⁺¹ = S + Qⁿ.

Таблиця 5.1

n	n+1		n	n+1
		Qⁿ	Q^n^+1		S	R	Qⁿ	Q^n^+1
			0			0		0
			X					X
			X					X
a		б

 

Заборонено подавати одночасно нульові сигнали ( = = 0), оскільки тригер знаходиться у невизначеному стані. Аналогічний тригер з прямими входами R, S на елементах АБО-НЕ та його часові діаграми наведені на рис.5.3. Таблиця переходів наведена в табл. 5.1,б.

а б

Рис. 5.3. Функціональна схема (а) асинхронного RS – тригера з прямими входами та його часові діаграми напруг (б).

 

На рис. 5.4 показана функціональна схема та умовне позначення синхронного RS-тригера на логічних елементах І-НЕ.

а б

Рис. 5.4. Функціональна схема (а) та умовне позначення (б) синхронного RS - тригера з прямими входами

 

Аналогічні тригери з інверсними входами зображені на рис. 5.5. У таких тригерах активне значення всіх сигналів нульове (і синхросигналу також). Забороненою є комбінація при .

а б

Рис. 5.5. Функціональна схема (а) та умовне позначення (б) синхронного RS - тригера з інверсними входами

 

 

D – тригери

D –тригер має один інформаційний вхід і працює за найпростішою логікою, яка відповідає таблиці переходів (табл.5.2,а).

D – тригери завжди синхронні. Найчастіше використовують синхронні D – тригери на логічних елементах І-НЕ (рис. 6.6). Інформаційний вхід позначають літерою D, а синхронізуючий – літерою С. Таблиця переходів такого тригера наведена в табл. 5.2,б. Часові діаграми роботи D – тригера наведені на рис. 5.7.

 

Таблиця 5.2

n	n+1		n	n+1
D	Q^n	Q^n+1		C	D	Q^n	Q^n+1
a		б

 

а б

 

Рис. 5.6. Функціональна схема (а) та умовне позначення (б) синхронного D- тригера

Рис. 5.7. Часові діаграми роботи синхронного D - тригера

 

 

Т – тригери

Т –тригери відносяться до тригерів з одним інформаційним лічильним входом (рис. 5.8, а). Логіка функціонування Т – тригера визначається таблицею переходів (табл. 5.3). Т –тригери можуть бути асинхронними й синхронними.

а б

Рис. 5.8. Функціональна схема (а) та умовне позначення (б) синхронного Т-тригера

 

Схема Т –тригера на одному RS – тригері (логічні елементи DD3 та DD4) з колами зворотного зв’язку через елементи затримки Е31 та Е32 зображена на рис. 5.8, а.

 

Таблиця 5.3

n	n+1		n	n+1
Т	Q^n	Q^n+1		C	Т	Q^n	Q^n+1
a		б

 

JK – тригери

 

Це синхронні універсальні тригери з двома інформаційними входами. Умовне позначення JK – тригера зі входом для синхронізації показано на рис. 5.9.

JK – тригер повторює логіку RS – тригера, за винятком четвертої комбінації (J=1, K = 1), яка не призводить до невизначеного стану, а здійснює інверсію попереднього стану тригера. Таблиця переходів JK–тригера наведена в табл.5.4.

Таблиця 5.4

n	n+1
J	K	Q^n	Q^n+1
		Q^n	Q^n
		Q^n

 

Рис. 5.9. Умовне позначення JK–тригера

 

 

Універсальність JK – тригера виявляється в тому, що, змінюючи зовнішню комутацію, його можна перетворити в будь-який інший тип тригера (рис. 5.10)

а б в

Рис. 5.10. Побудова D та Т триггера на базі універсального JK–тригера (а, б) та Т– тригера на базі D–тригера (в).

 

Завдання

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Вивчити призначення, основи роботи та особливості застосування. Ознайомитися з основними принципами побудови схем тригерів.
2. У відповідності з варіантом завдання (табл.5.5) намалювати схему функціональну тригера на логічних елементах І-HE, скласти відповідну йому таблицю станів, намалювати тимчасові діаграми роботи.
Таблиця 5.5

JK (1,1)	JK (1,2)	D (1,2)	T (1,2)	RS (2,2)	D (2,2)	T (2,2)	RS (2,1)	D (2,1)	T (2,1)

 

Умовні позначення:
(1,1) - асинхронний без установки по R і S.
(1,2) - асинхронний з установкою по R і S.
(2,1) - синхронний без установки по R і S.
(2,2) - синхронний з установкою по R і S.

 

3. Використовуючи елементи стенду зібрати схему тригера і, подаючи на його входи інформаційні та керуючі (дозволяють) сигнали, провести експериментальну перевірку функціонування в послідовності, що відповідає прийнятим тимчасовим діаграм. Після закінчення досліджень оформити звіт.

Зміст звіту

1. Титульний аркуш.

2. Назва та мета роботи.

3. Завдання.

4. Необхідні короткі теоретичні відомості для кожного з виконаних пунктів завдання.

5. Етапи синтезу, таблиці істинності, всі схеми лише на елементах, що входять до складу стенду, осцилограми.

6. Висновки по роботі.

4.Контрольні запитання

 

1. Чим відрізняються тригери на елементах І-НЕ та АБО-НЕ?

2. Чим відрізняються асинхронні і синхронні тригери?

3. Чому JK – тригер є універсальним?

4. Як побудувати Т-тригер на основі RS-, D-, JK-тригерів?

5. Як будується часова діаграма роботи тригера?

 

Лабораторна робота № 6

Тема. Дослідження регістрів

Мета роботи – вивчення принципів роботи та особливостей застосування багатофункціональних регістрів ИР1 при побудові вузлів ЕОМ.