Триггеры (общие сведения), классификация триггеров.

Триггер – это устройство, имеющее два устойчивых состояния.

 

 

Рис. 1. Принципиальная схема простейшего триггера

 

Триггер представляет собой два усилителя на транзисторах Т₁ и Т₂. Выход каждого усилителя соединен с входом другого, обратная связь, получаемая в результате такого соединения, является положительной.

Переход триггера из одного устойчивого состояния в другое происходит при воздействии управляющего сигнала.

В общем случае триггер содержит запоминающую ячейку и схему управления, преобразующую входные сигналы в комбинацию воздействий, поступающих на входы запоминающей ячейки.

Обобщенная схема триггерного устройства представлена на рис. 1а, где приняты следующие сокращения; 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.

Коммутационные входы используются для внешних соединений в программируемых универсальных триггерах. В реальных схемах триггеров некоторые входные сигналы и связи, приведенные на рис. 1, могут отсутствовать, а в простейших триггерах может не быть схемы управления. Рис. 1а. Обобщенная схема триггерного устройства

 

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.

Классификация триггеров

Классификация триггеров приведена на рис. 2.

 

 

 

 

Управляемые фронтом

Синхронные

 

 

б

 

Рис. 2. Классификация триггеров по способу организации

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

 

По способу организации логических связей (рис. 2, а) применяются триггеры различных типов: RS, D, T, JK и др. Кроме того, используются комбинированные 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). Триггер типа RS (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 вход установки состояния «1» – J и –установки состояния «0» – К. Но в отличие от RS-триггера допускает одновременную 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. 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 динамическим управлением записью, когда триггер срабатывает во время нарастания или спада синхроимпульса, т. е. по фронту (рис. 3).

 

 

 

 

 

Рис. 3. Диаграммы работы и обозначения синхронных триггеров:

а – диаграммы срабатывания триггера; б – условные обозначения синхронизирующих входов; в – диаграмма приема двухступенчатого

триггера; г – условное обозначение двухступенчатого триггера

 

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. 3.

55.D тиггер

Синхронный D-триггер функционирует в соответствии с таблицей состояний (табл. 3). Условное графическое обозначение синхронного D-триггера представлено на рис. 7.

Из анализа данных табл. 3 следует, что при отсутствии синхросигнала, т. е. при С = 0, состояние триггера в момент времени t остается неизменным, т. е. Q_t = Q_{t - 1}. При наличии синхросигнала С = 1 триггер передает на выход сигнал, поступивший в предыдущем такте, т. е. Q_t = D_{t - 1}. Временные диаграммы работы синхронного D-триггера приведены на рис. 7. Диаграмма отображает состояние триггера в момент t в зависимости от значений сигналов на входах С и D и состояние триггера Q_{t - 1} в момент времени t - 1.

 

Таблица состояний синхронного D-триггера

Такт	Qt	Такт	Qt
Ct	Dt	Qt - 1	Ct	Dt	Qt - 1

 

а б

 

Рис. 7. Временная диаграмма работы:

синхронного D-тригггера (а) и его условное обозначение (б)

 

56. Способы синхронизации триггеров, RS-триггер.

Схема асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ и его условное обозначение приведены на рис. 4, а последовательность его работы при различных воздействиях на входах S и R - в табл. 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 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».

Таблица состояний для асинхронного RS-триггера

Режим работы	Вход	Выход
S	R	Q^t-1	Q^t
Запрет Установка «1» Установка «0» Хранение			0/1 0/1 0/1 0/1	хх 1/1 0/0 0/1

 

Согласно третьей строке табл. 1 при S = 0, R = 1 происходит сброс сигнала по выходу Q, и на нем устанавливается уровень «0». Триггер установлен в состояние «0».

Согласно четвертой строке табл. 1, когда S = R = 0, триггер находится в состоянии покоя (хранения), т. е. на выходах Q и сохраняются прежние значения.

Временные зависимости сигналов для асинхронного триггера приведены на рис. 5.

Синхронный RS-триггер отличается от асинхронного наличием дополнительного, так называемого синхронизирующего входа.

Работа синхронного RS-триггера представлена в табл. 2.

Временные диаграммы работы синхронного RS-триггера приведены на рис. 6. В верхней строке диаграммы (см. рис. 6) изображены входные синхросигналы, из анализа которых следует, что синхроимпульс «1» не оказывает никакого влияния на выходные сигналы Q и , если S = R = 0; в момент прохождения синхроимпульса «1» триггер находится в режиме хранения.

 

 

Рис. 5. Временные диаграммы сигналов

асинхронного RS-триггера

 

В момент подачи «1» на вход S триггер остается в прежнем состоянии, такое состояние сохраняется до прихода синхроимпульса 2, который переключает триггер, Q = 1, = 0. Триггер находится в режиме хранения, синхроимпульс 3 не влияет на его состояние. Затем «1» подается на вход R, по переднему фронту синхроимпульса 4 происходит переключение триггера. Из анализа рис. 6 следует, что состояние синхронного RS-триггера меняется только в момент прихода синхроимпульса и если на одном из входов (R или S) присутствует «1», в противном случае триггер находится в режиме хранения (см. рис. 6, а, синхроимпульс 4).

 

Таблица истинности синхронного триггера

Режим работы	Вход	Выход
С	S	R	Q^t-1	Q^t
Хранение Установка «0» Установка «1» Запрещенное состояние				0/1 0/1 0/1 0/1	0/1 0/0 1/1 Х/Х

 

 

а б

 

Рис. 6. Временная диаграмма работы:

синхронного RS-тригггера (а) и его условное обозначение (б)