Асинхронные триггеры это – схемы, классификация, устройство, назначение, применение

Основные элементы цифровой микропроцессорной техники.

Полупроводниковые
запоминающие устройства

4.1 Элементы
микропроцессорной техники

Триггеры
Интегральные триггеры обычно реализуются
на логических элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
Триггер предназначен для хранения
значения одной логической переменной
(или значения одноразрядного двоичного
числа; при хранении многоразрядных
двоичных чисел для запоминания значения
каждого разряда числа используются
отдельный триггер). В соответствии с
этим, триггер имеет два состояния: одно
из них обозначается как состояние 0,
другое – как состояние 1. Воздействуя
на входы триггера, его устанавливают в
нужное состояние.

Триггер
имеет два выхода: прямой Q
и инверс­ный
.
Состояние, в котором находится триггер,
определяется уровнями напряжения на
этих выходах: если напряжение на выходе
Q соответст­вует уровню лог.0 (Q = 0), то
принимается, что триггер находится в
состоянии 0, при Q = 1 триггер, находится
в состоянии 1. Логический уровень на
инверсном выходепредставляет собой инверсию состоя­ния
триггера (в состоянии 0= 1, и наоборот).

Триггеры
имеют различные типы входов. Их обозначения
и назначения:

R
(от англ. Reset)
—раздельный вход установки в состояние
0;

S
(от англ. Set)
—раздельный вход установки в состояние
1;

К—
вход установки универсального триггера
в состояние 0;

J
— вход установки универсального триггера
в состояние 1;

Т—
счетный вход;

D
(от англ. Delay)
— информационный вход установки триггера
в состояние, соответствующее логическому
уровню на этом входе,

С—управляющий
(синхронизирующий) вход.

Наименование
триггера определяется типами его входов.
Напри­мер, RS-триггер — триггер, имеющий
входы типов R и S.

По
характеру реакции на входные сигналы
триггеры делятся на два типа: асинхронные
и синхронные
.
В асинхронном триггере входные сигналы
воздействуют на состояние триггера
непосредственно с момен­та их подачи
на входы, в синхронных триггерах —
только при подаче синхронизирующего
сигнала на управляющий вход С.

Асинхронные триггеры

RS-триггер
с прямыми входами.

Логическая структура триггера
пред­ставлена на рис. 4.1а.
Триггер
построен на двух логических элементах
ИЛИ-НЕ, связанных таким образом, что
выход каждого элемента под­ключен к
одному из входов другого. Такое соединение
элементов в устройстве обеспечивает
два устойчивых состояния. Переключение
триггера из одного устойчивого состояния
в другое происходит при подаче активных
сигналов на входы.

На
рис. 4.2 ,б показано условное обо­значение
асинхронного RS-триггера.

а)
б) Рис. 4.1

Rs-триггер с инверсными входами

а)
б) Рис. 4.2

Логическая
структура триггера приведена на рис.
4.1,а. Отличие от логической структуры
рассмотренного выше RS-триггера с прямыми
входами состоит лишь в том, что здесь
использованы логические эле­менты
И-НЕ. На рис. 4.2,б показано условное
обозначение RS-триггера с инверс­ными
входами.

Синхронные триггеры со статическим управлением

Отличие
синхронного триггера от асинхронного
состоит в том, что синхронный триггер
снабжен дополнительным входом, называемым
синхронизирующим (этот вход часто
называют также тактирующим вхо­дом).
Назначение синхронизирующего входа в
том, чтобы сигналом на этом входе
разрешать прием сигналов с информационных
входов (вхо­дов, сигналами на которых
производится переключение триггера) в
заданные временные интервалы. При
отсутствии сигнала на синхрони­зирующем
входе информационные входы логически
отключаются и сигналы на этих входах
не влияют на состояние триггера.

Достоинство
синхронных триггеров заключается в
том, что они по­зволяют устранять
влияние различий в значении задержек
в распростра­нении сигнала в отдельных
элементах схемы. При этом обеспечивается
одновременный прием сигналов разными
частями схемы в заданные временные
отрезки.

Синхронные
триггеры, в свою очередь, делятся на два
типа: синхрон­ные триггеры со статическим
управлением и синхронные триггеры с
динамическим управлением. В первых
триггеры реагируют на изменения сигналов
на информационных входах, происходящие
во время действия сигнала на синхронизирующем
входе. Поэтому эти изменения допуска­ются
только при отсутствии сигнала на
синхронизирующем входе. В синхронных
триггерах с динамическим управлением
прием сигналов с информационных входов
происходит в течение малой длительности
фронта (положительного или отрицательного)
сигнала на синхронизи­рующем входе.
В остальное время информационные входы
оказываются логически отключенными и
допускаются изменения сигналов на
инфор­мационных входах и в течение
действия синхронизирующего сигнала
(исключая длительность его фронта).

RS-триггер.
На рис. 4.3а, б показаны логические
структуры синхрон­ного RS-триггера.
Как видно из этих структур, синхронный
RS-триггер состоит из асинхронного
триггера с прямыми (либо инверсными)
вхо­дами, на входах R
и S
которого включены логические элементы
И (И-НЕ).

а)
б) в)
Рис. 4.3

С
помощью логических элементов И (И-НЕ)
обеспечивается передача активных
логических уровней информационных
входов S и R синхронного триггера на
входы S
и R
входящего в его состав асинхрон­ного
триггера только при уровне лог. 1 на
синхронизирующем входе С.

На
рис. 4.3 в показано условное обозначение
синхронного RS-триггера.

D-триггер.
Этот тип триггера имеет лишь один
информационный вход D.
Вход С — управляющий и служит для подачи
синхронизирую­щего сигнала.

Синхронные
триггеры, построенные по принципу
двухступенчатого запоминания информации

Особенность
триггеров с двухступенчатым запоминанием
информа­ции состоит в том, что они
содержат две триггерные структуры: одна
из них образует так называемый ведущий
триггер, другая — ведомый триг­гер.
Оба триггера функционируют как синхронные
триггеры со статическим управлением.

Если
на синхронизирующем входе С=1, ведущий
триггер устанавливается в состояние,
соответствующее сигналам, поступающим
на информационные входы. Ведомый триггер,
имеющий инверсный синхронизирующий
вход, при этом невосприимчив к информации,
поступающей на его вход с выхода ведущего
триггера. Он продолжает находиться в
состоянии, в которое был ранее установлен
(в предыдущем тактовом периоде).

При
изменении значения С (с С=1 на С=0) ведущий
триггер отключается от информационных
входов и перестает реагировать на
изменения значений сигналов на этих
входах; ведомый триггер устанавливается
в состояние, в котором находится ведущий
триггер. С этого момента на входах
устанавливаются значения, соответствующие
входным сигналам, поступающим к моменту
рассматриваемого фронта сигнала на
синхронизирующем входе.

Управление
процессами в триггере с двухступенча­тым
запоминанием информации за время
тактового периода осущест­вляется
двумя фронтами сигнала на синхронизирующем
входе: на положительном фронте происходит
установка ведущего триггера, на
отрицательном фронте — ведомого
триггера.

studfiles.net

Синхронные и асинхронные входы триггера. » Хабстаб

Обычно входы триггера: D, S и R, или J и К называют синхронными, если они влияют на состояния выходов Q и не-Q, только при определённом значении тактового сигнала.
Ниже изображён асинхронный RS триггер, у которого на выводе Q появляется единица если S = 1 и R = 0 и появляется ноль если S = 0 и R = 1. (S – сокр. Set, R – сокр. Reset)

Но так как сигналы приходящие на входы S и R могут проходить через тракты, обладающие неодинаковой задержкой, был придуман синхронный RS триггер, у которого есть дополнительный вход C(сокр. Clock). Теперь значение на выводе Q зависит не только от R и S, а также от полярности сигнала С. Таким образом, добавив вход C, можно сделать синхронными и другие виды триггеров.

Синхронные триггеры кроме синхронных входов, также могут иметь асинхронные входы, с помощью которых можно установить состояние выхода независимо от тактового сигнала. Как правило, они называются preset и clear.

При появлении сигнала соответствующей полярности на входе preset на выходе Q появится 1, а на не-Q — 0, при активации входа clear Q = 0, не-Q = 1, независимо от тактового сигнала. Так же как и в RS триггере одновременная активация preset и clear является запрещённым состоянием. Ранее было сказано про сигнал соответствующей полярности, все дело в том что в зависимости от конструкции триггера активным уровнем для preset и clear может быть как высокий(лог.1) так и низкий(лог.0) уровень напряжения, обычно если активным является низкий уровень напряжения, то вывод помечается кружком ближе к корпусу.

Дополнительно над названием входа может быть нарисована линия, означающая, что вход активируется низким уровнем напряжения.

Примером синхронного триггера с асинхронными входами является SN74AUC1G74.

Источник: hubstub.ru

hubstub.ru

Асинхронные rs-триггеры

Асинхронные
RS-триггеры имеют два информационных
входа: вход S для установки 1, вход R для
установки 0 и два выхода: прямой и
инверсный .

Состояние
триггера характеризуется сигналом на
прямом выходе и определяется комбинацией
входных сигналов. Например, для установки
триггера в состояние 1, т. е. для записи
в него 1, необходимо на его входы подать
такую комбинацию сигналов, при которой
на прямом выходе сигнал будет иметь
уровень логической 1.

Асинхронный
RS-триггер обычно строится на двух
логических элементах И–НЕ либо ИЛИ–НЕ,
охваченных перекрестными обратными
связями

(рис.
2.1). На временных диаграммах отражена
задержка срабатывания триггера, величина
которой зависит от быстродействия
логических элементов.

Рис.
1.1. Асинхронный RS-триггер: а – на логических
элементах ИЛИ-НЕ; б – на логических
элементах И–НЕ

Логика
элементов И-НЕ, на которых построены
триггеры, приведена в табл. 1.1 и имеет
простое словесное выражение: любой ноль
на входе дает единицу на выходе.

Аргументы
Функция

x1
x2 И-НЕ

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Для
асинхронного RS-триггера (рис. 2.2,а) при
подаче нуля на вход S и единицы на вход
R (S=0, R=1) на прямом выходе будет уровень
логической 1. Эта единица по цепи обратной
связи поступает на один из входов нижнего
по схеме элемента и вместе с единицей
на входе R дает логический 0 на инверсном
выходе. Это режим установки триггера в
единичное состояние. Из этого анализа
следует, что управляющими сигналами
для этого триггера будут сигналы
логического 0.

При
входных сигналах S=1 и R=0 триггер будет
установлен в нулевое состояние: на
прямом выходе уровень логического 0, на
инверсном – 1.

При
подаче на оба входа нулевых сигналов
на обоих выходах триггера появится
уровень логической 1. Это запрещенный
режим. Нельзя одновременно подавать
сигналы на установку триггера в нулевое
и единичное состояние.

В
случае S=1 и R=1 триггер не изменяет своего
состояния. В этом можно убедиться,
предполагая последовательно, что триггер
находился в нулевом или единичном
состоянии. Полная таблица истинности
RS-триггера приведена в табл. 1.2.

S
R Q
i
Qi-1
Q
t+1

0 0
0 1 1

0 1
0 1 0

1 0 0
0 1

1 1
0 0 1

0
0 1 1 1

0 1
1 1 0

1
0 1 0 1

1 1
1 1 0

Для
триггера на элементах И–НЕ управляющим
действием обладают нулевые уровни
информационных сигналов, а не единичные.
Если для триггера на элементах ИЛИ–НЕ
единичные сигналы на обоих информационных
входах запрещены, то для триггера на
элементах И–НЕ они разрешены и образуют
нейтральную комбинацию. Нулевые сигналы
на обоих входах триггера на элементах
ИЛИ–НЕ составляют нейтральную комбинацию,
а для триггера на элементах И–НЕ они
запрещены.

Синхронный
одноступенчатый
RS-триггер отличается от асинхронного
наличием С-входа для синхронизирующих
(тактовых) импульсов. Синхронный триггер
состоит из асинхронного RS-триггера и
двух логических элементов на его входе.
Рассмотрим работу триггера, построенного
на элементах И–НЕ (рис. 2.2, a).

При
С = 0 входные логические элементы 1 и 2
блокированы: их состояния не зависят
от сигналов на S- и R-входах и соответствуют
логической 1, т. е. q1 = q2 = 1. Для асинхронного
RS-триггера на элементах И–НЕ такая
комбинация входных сигналов является
нейтральной, поэтому триггер находится
в режиме хранения записанной информации.

При
С = 1 входные логические элементы открыты
для восприятия информационных сигналов
и передачи их на входы асинхронного
RS-триггера. Таким образом, синхронный
триггер при наличии разрешающего сигнала
на S-входе работает по правилам для
асинхронного триггера.

Временные
процессы в триггере при его переключении
из нулевого состояния в единичное
иллюстрируются диаграммами на рис.
4.13, в, на которых обозначено: t1, t2, t3, t4 –
задержки переключения соответствующих
логических элементов; t’ с, t» с –
длительности тактовых импульсов и пауз
между ними.

Из
диаграмм следует, что минимальный
пер иод повторения тактовых импульсов
равен 4tзд.р,ср, а наибольшая частотаF
= 1/4tзд.р,ср.Синхронные
RS-триггеры строятся и на логических
элементах ИЛИ–НЕ (рис. 2.2), И–ИЛИ–НЕ и
их сочетаниях.

studfiles.net

1.2.3. Асинхронный т-триггер

Асинхронный
Т-триггер имеет только один счетный
вход Т.
УГО асинхронного Т-триггера, его схема
и диаграмма работы представлены на
рисунке 1.9.

а)

б)

в)

Рис.
1.9 – УГО Т-триггера (а), схема (б),
диаграмма работы (в)

Т-триггер изменяет
свое состояние на противоположное
всякий раз, когда на вход Т поступает
сигнал «1».

Работу асинхронного
Т-триггера можно описать таблицей
истинности, таблица 1.3.

Таблица 1.3 – Таблица
истинности асинхронного Т-триггера

Тt

Qt

Qt+1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1.3. Синхронные триггеры

1.3.1. Синхронный rs-триггер

УГО синхронного
RS-триггера,
его схема и диаграмма работы представлены
на рисунке 1.10.

а)

б)

в)

Рис.1.10 – УГО
синхронного RS-триггера
(а), схема (б), диаграмма работы (в)

Работу синхронного
RS-триггера
можно описать таблицей истинности,
таблица 1.4.

Таблица 1.4 – Таблица
истинности синхронного RS-триггера

St

Rt

Ct

Qt

Qt+1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1.3.2. D-триггер

УГО D-триггера,
его схема и диаграмма работы представлены
на рисунке 1.11.

а)

б)

в)

Рис.
1.11 – УГО D-триггера
(а), схема (б), диаграмма работы (в)

D-триггер (триггер
задержки) является самым распространенным
триггером. Он имеет один информационный
вход D (вход данных) и один тактовый вход
C.

Тактируется триггер
(то есть меняет свое состояние) по
положительному фронту сигнала С (по его
переходу из нуля в единицу) в зависимости
от состояния входа данных D. Если на
входе D единичный сигнал, то по
положительному фронту сигнала С прямой
выход триггера устанавливается в единицу
(инверсный – в ноль). Если же на входе D
– нулевой сигнал, то по фронту сигнала
С прямой выход триггера устанавливается
в ноль (инверсный – в единицу).

Работу D-триггера
можно описать таблицей истинности,
таблица 1.5.

Таблица 1.5 – Таблица
истинности синхронного D-триггера

Ct

Dt

Qt

Qt+1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1.3.3. D-триггер с установочными входами

УГО D-триггера
с установочными входами, его схема и
диаграмма работы представлены на рисунке
1.12.

а)

б)

Рис. 1.12 – УГО
D-триггера с установочными входами
(а),

диаграмма
работы (б)

В момент t1
работа триггера определяется установочным
сигналом на входе
(логический «0») – триггер переключается
в состояние «0».

В момент t2,
сигналы на установочных входах неактивны,
на входе D
присутствует сигнал «1», на входе С –
положительный фронт, триггер переключается
из состояния «0» в состояние «1».

В момент t3
сигналы на установочных входах неактивны,
на входе D
присутствует сигнал «0», на входе С –
положительный фронт, триггер переключается
из состояния «1» в состояние «0».

В момент t4
работа триггера определяется установочным
сигналом на входе
,
(логический «0») – триггер переключается
в состояние «1».

Следует помнить,
что согласно схемотехнической организации
триггера с установочными входами при
одновременном действии сигналов на
один из установочных входов, информационный
вход и вход синхронизации С состояние
триггера определяет установочный вход.

На установочные
входы
,активные сигналы (== 0) одновременно поданы быть не могут
(согласно схеме-триггера
это запрещенная комбинация).

studfiles.net

Асинхронный R-S триггер и его разновидности



Поиск Лекций




 

R-S -триггер — двухвходовой триггер с информационными входами S (Set) и R (Reset), который устанавливается: в единичное состояние при подаче активного сигнала на вход S и неактивного на вход R; в нулевое состояние при подаче активного сигнала на вход R и неактивного на вход S. При одновременной подаче неактивного сигнала на входы S и R триггер сохраняет свое состояние, а при подаче активного сигнала на S и R триггер принимает неопределенное состояние.

Если обозначить за активный сигнал уровень логической единицы “1” , то закон функционирования R-S триггера может быть представлен в виде таблицы:

           
           
           
           
           
           
           
    X        
    X        

 

 

 

После минимизации имеем:

X         X    
X       X    

В результате минимизации получаем следующие функции выхода:

и .

Полученное выражение позволяет осуществить структурный синтез R-S триггера. Например, в элементном базисе И, ИЛИ, НЕ имеем:

 

Рис. 3.7

 

Практически R-S триггеры синтезированы на элементах многофункционального базиса И-НЕ или ИЛИ-НЕ. Представим последние выражения в базисе ИЛИ-НЕ:

;

.

Т.е. R-S триггер представляет собой последовательное соединение двух элементов ИЛИ-НЕ, замкнутое само на себя.

Данная схема может быть представлена как

 

 

Условное обозначение асинхронного R-S триггера имеет вид:

 

В базисе элементов И-НЕ соответственно получим:

 

;

.

 

Этим выражениям можно сопоставить в соответствие следующие схемы реализации триггеров:

 

Рис. 3.8

 

 

а) б)

Рис. 3.9

Асинхронный R-S триггер в базисе И-НЕ (а) и его условное обозначение (б)

 

Закон функционирования триггера часто представляют в виде графа:

Рис. 3.10

Характеристическая таблица

 

С помощью характеристических уравнений можно определить состояние триггера , если известны комбинации входных сигналов в предшествующий момент времени t.



При синтезе последовательностных схем необходимо решать обратную задачу — определить комбинацию входных сигналов при требуемом переходе из одного состояния в другое (2-ой этап канонического метода синтеза). Результатом решения этой задачи будет получение характеристической таблицы, которая может быть получена из таблицы переходов, характеристического уравнения, графа. Для асинхронного RS-триггера синтезированного в базисе элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, характеристическая таблица (или матрица переходов) соответственно имею вид:

 

Базис ИЛИ-НЕ Базис И-НЕ

 

Оценка быстродействия асинхронного RS-триггера

 

Оценку времени установления триггера в соответствующее входным сигналам состояние можно определить по его временной диаграмме Например, для приведенного RS-триггера имеет место и соответствующая ему временная диаграмма

Рис. 3.11

Предельный динамический режим работы RS-триггера

 

Из диаграммы видно, что для бесперебойного переключения триггера необходимо выполнение условий: ; ; .

 

Асинхронный S-триггер

 

Асинхронный S-триггер функционирует в соответствии с таблицей:

 

 




Отличительная особенность S-триггера от RS-триггера в том, что при S=R=1 Q=1.

Для получения характеристического уравнения и функциональной зависимости информационных входов элементарной запоминающей ячейки от входных сигналов составляются карты Карно. В базисе элементов ИЛИ-НЕ будем иметь:

Откуда получаются следующие уравнения, отражающие структуру S-триггера:

; ; ;

.

В базисе элементов И-НЕ соответственно будем иметь:

И в результате имеем:

; .

Рис. 3.12

Асинхронный R-триггер

 

Триггер, который при R=S=”1” устанавливается в нулевое состояние (Q=0), а при остальных комбинациях функционирует как R-S триггер, называется R-триггером. (Или триггер типа R). В соответствии с этим определением таблица функционирования R-триггера имеет вид:

 

 

 

Карты Карно, необходимые для получения характеристического уравнения и информационных сигналов , запоминающей ячейки, синтезированной в базисе элементов ИЛИ-НЕ, представлены соответственно на рис. 3.13

Рис. 3.13

Минимизируя, получаем:

; ;

; .

Полученным выражениям соответствует следующая схема (рис. 3.14)

Рис. 3.14

Для синтеза данного триггера в базисе элементов И-НЕ в соответствии с матрицей переходов R-S триггера имеем следующие карты Карно для и сигналов:

Откуда получаем: ; , в соответствии с чем получаем следующую схему R-триггера в базисе И-НЕ:

Рис. 3.15

 

Асинхронный Е-триггер

Е-триггер (Exclusive-особенный) — двухвходовой, работающий как R-S триггер, и при подаче активных сигналов на S и R входы сохраняет свое состояние (т.е. при S=R=1 . Таблица функционирования Е-триггера и значения собственно информационных сигналов запоминающей ячейки в базисе элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ имеет вид:

 

 

Для синтеза триггера в базисе элементов ИЛИ-НЕ имеем, соответственно:

; ;

; .

В соответствии с этими выражениями имеем следующую схему Е-триггера:

В базисе элементов И-НЕ получаем соответственно:

; .

Асинхронный D-триггер

Асинхронный D-триггер — одновходовой, с информационным входом D. Закон функционирования D-триггера может быть представлен следующей таблицей:

 

 

Также функционирование D-триггера можно представить в виде графа:

Тогда в соответствии с вышеописанным законом функционирования характеристическое уравнение D-триггера есть: , согласно которому можно привести следующие, не имеющие практического применения, тривиальные схемы D-триггера (Рис. 3.13) с однофазным (а) и парафазным (б) выходами.

а б

Рис. 3. 16

Из таблицы получаем выражения для информационных входов запоминающей ячейки триггера, которые определяют структуру триггера, полученную на основе обобщенной схемы триггерного устройства. Итак, в базисе элементов ИЛИ-НЕ имеем , ; в базисе элементов И-НЕ: , . Соответствующие схемы приведены на рис 3.17

Рис. 3.17

Асинхронный Т-триггер

Т-триггер инвертирует свое предыдущее состояние при подаче на его вход Т единичного сигнала, т.е. при Т=1. Тогда таблица функционирования Т-триггера имеет вид (в таблице также приведены значения информационных сигналов установочного триггера):

Граф функционирования Т-триггера имеет вид:

Характеристическое уравнение Т-триггера: .

Выражения и для синтеза триггера в базисе ИЛИ-НЕ и И-НЕ:

В соответствии с полученными выражениями имеем следующие схемы Т-триггеров:

Для устойчивой работы Т-триггера необходимо чтобы , а для предотвращения режима генерации необходимо чтобы .

Трудности обеспечения столь жестких требований исключают реализацию асинхронного Т-триггера по вышеприведенным схемам, так как логические элементы имеют значительный разброс задержек распространения

 

Синхронные триггеры

 

Фактически синхронные триггеры можно рассматривать как особый тип асинхронных триггеров, у которых существуют определенные ограничения на возможность действия информационных сигналов, что позволяет существенно упростить их синтез и анализ. В синхронных триггерах допускается изменять информационные сигналы только в течении периодов, когда тактовые импульсы блокируют входные цепи и предотвращают изменение состояния триггера.

 

Синхронный R-S-триггер

 

Тактируемый уровнем ”1” R-S-триггер функционирует в соответствии с таблицей:

 

ИЛИ-НЕ И-НЕ

В соответствии с приведенной таблицей имеем следующие карты Карно для получения характеристического уравнения синхронного R-S-триггера и логических выражений и , определяющих структуру триггера на основе обобщенной схемы триггерного устройства:

: : :

Для базиса ИЛИ-НЕ

При C=”1” получаем уравнение характеристическое уравнение асинхронного R-S-триггера: .

Выражения: и определяют структуру R-S-триггера, тактируемого уровнем ”0”:

 

Рис. 3.18

Схема синхронного R-S-триггера (а)

и его условное обозначение (б)

 

Аналогично, для базиса И-НЕ получаем:

; , и соответствующая схема R-S-триггера, тактируемого уровнем ”1” примет вид:

 

Рис 3.19

Схема синхронного R-S-триггера (а)

и его условное обозначение (б)

 








poisk-ru.ru

Асинхронный RS-триггер

Асинхронный RS-триггер

Асинхронный RS-триггер

с прямыми входами.


 

 

 

 

УГО



 


Вход R

— это вход установки триггера в состояние логического
0,

вход S — это вход установки триггера в состояние логической
1.


Асинхронным — называется такой
триггер, который меняет свое

состояние в момент подачи входного сигнала на входы S и R.

Активным сигналом для этой схемы является логическая
1
.

Работа триггера определяется таблицей переходов.

 

Таблица переходов.

S

R

Q

t+1

Примеч.

0

0

Q

t

Хранен.

0

1

0

Устан. 0

1

0

1

Устан

. 1

1

1

Запрет


 

ПРИМЕР.




 

 

Сайт управляется системой uCoz

pda99.narod.ru

4.4.     Триггеры

Триггер – это устройство с двумя устойчивыми состояниями, одно из которых – логический нуль, другое – логическая единица. Эти состояния триггера при бесперебойном питании и при отсутствии существенных помех и наводок могут сохраняться сколь угодно долго. Под действием управляющих сигналов триггер способен переключаться из одного состояния в другое. Основное назначение триггера – хранение двоичной информации. Например, в персональных компьютерах на триггерах собрана кэш-память первого и второго уровней.

Триггер, в отличие от комбинационных схем, относится к новому виду цифровых устройств – цифровым автоматам. Цифровые автоматы, кроме комбинационных схем, содержат элементы памяти. Если выходные сигналы цифрового автомата зависят как от входных сигналов, так и от состояния запоминающего устройства, то такие автоматы называют автоматами Мили. Если выходные сигналы определяются только состояниями запоминающего устройства, то получим автомат Мура.

Различают несколько разновидностей триггеров: RS-триггер, D-триггер, JK-триггер. Реже используются DV-триггер и Т-триггер. Если для изменения состояния триггера используется синхронизирующий сигнал, то триггер называется синхронным (синхронизируемым). Если синхронизирующие сигналы не используются, то триггер называется асинхронным.

Например, в простейшем асинхронном RS- триггере использованы схемы ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса) с перекрестными обратными связями (рис. 4.21). Здесь использованы следующие обозначения: R – вход установки триггера в 0; S – вход установки триггера в 1; Q – прямой выход триггера;  – вспомогательный (инверсный) выход триггера, сигнал на котором инвертирован относительно прямого выхода. Такие же обозначения используются для наименования сигналов на соответствующих контактах триггера.

Рассмотрим работу RS-триггера. Пусть в нулевой момент времени при нулевых сигналах на входах R и S на триггер подано напряжение питания. Однако на выходах триггера в этот момент времени оба выходных сигнала будут равны нулю:

Мгновенно эти сигналы увеличиться не могут, так как в реальных схемах всегда имеются паразитные емкости, а напряжение на конденсаторе скачкообразно измениться не может. Из свойств элемента ИЛИ-НЕ следует, что при нулевых сигналах на его входах напряжение на его выходе должно возрастать до значения логической единицы.

На практике из-за не идентичности двух элементов ИЛИ-НЕ на одном из выходов (Q или ) напряжение возрастает быстрее.

Пусть более быстро напряжение возрастает на выходе Q. Это напряжение поступает на второй логический элемент и начинает уменьшать напряжение на его выходе , устремляя его к нулю. В свою очередь, уменьшающееся напряжение на выходе , попадая на первый логический элемент, еще более ускоряет увеличение напряжения на выходе Q. Таким образом, благодаря положительной обратной связи быстро устанавливается единичное состояние триггера:

Q = 1;                          = 0.

Подавая на вход R логическую единицу при S = 0 и используя свойства схемы ИЛИ-НЕ, получим:

Q = 0;  = 1.

Так производится операция установки триггера в нулевое состояние.  Если после этого сигнал на входе R сделать равным 0, то новое состояние триггера сохраняется.

При подаче единицы на вход S и при R = 0 триггер устанавливается в единичное состояние:

Q = 1.

Если R = S = 1, то на обоих выходах, Q и , возникают нули, что противоречит определению выходов триггера. Такая комбинация управляющих сигналов запрещена (после этого работоспо
собность триггера не теряется). Таблица состояний RS-триггера приведена на рис. 4.22.

При хранении состояние триггера в данный момент времени определяется его состоянием в предыдущий момент времени:

где n – номер временного отсчета. Условное обозначение RS-триггера приведено на рис. 4.23.

Рассмотренный RS-триггер при наличии помех часто работает ненадежно. Например, короткие импульсные помехи, попадающие на R— или S-входы, могут изменить состояние триггера. Для повышения помехоустойчивости и для устранения «состязаний» используют синхронный RS-триггер, схема и условное обозначение которого приведены на рис. 4.24, а, б соответственно.

Состояние синхронного триггера может измениться только при установлении логической единицы на входе синхронизации С. В этом случае элементы И «открываются», и управляющие сигналы поступают на входы асинхронного триггера. Такая синхронизация называется статической.

electrono.ru