Триггер — это элемент цифровых устройств, который обладает двумя устойчивыми состояниями.
Триггеры различаются по степени сложности построения, своим функциональным возможностям, способу управления.
Входы, как и сигналы, подаваемые на них, делятся на информационные и вспомогательные. Информационные сигналы через соответствующие входы управляют состоянием триггера. Сигналы на вспомогательных входах служат для предварительной установки триггера в заданное состояние и его синхронизации. Вспомогательные входы могут при необходимости выполнять роль информационных. Входы и выходы триггеров, как и соответствующие им сигналы, принято обозначать буквами:
Триггеры классифицируют по ряду признаков. По функциональным возможностям выделяют триггеры:
- с раздельной установкой 0 и 1 (RS-триггер);
- с приемом информации по одному входу (D-триггер, или триггер задержки);
- универсальный (IК-триггер).
табл.1.
По способу приема информации триггеры подразделяют на асинхронные и синхронные (тактируемые). Асинхронные триггеры реагируют на информационные сигналы в момент их появления на входе. Синхронные — при наличии разрешающего сигнала на специально предусмотренном входе С.
Асинхронные RS-триггеры.
Имеют два информационных входа: R и S для установки 1 и 0 соответственно, а также два выхода: прямой Q и инверсный 
. Состояние триггера характеоизуется сигналом на прямом выходе и определяется комбинацией входных сигналов.
рис.1.а.
Асинхронный RS-триггер обычно строится на двух логических элементах И-НЕ, либо ИЛИ-НЕ (рис. 1, а, б), охваченных перекрестными обратными связями.
Если обозначить состояние триггера в момент изменения входных сигналов индексом n, а после переключения — индексом (n+1), то закон функционирования триггера, изображенного на рис.1,а., может быть описан табл. 1.
Для триггера на элементах И-НЕ управляющим воздействием обладают нолевые уровни информационных сигналов. Поэтому информационные входы и соответствующие сигналы таких триггеров обозначаются как инверсные.
рис.1.б.
Для триггера на элементах ИЛИ-НЕ (рис. 1,б) при комбинации S = 1, R = 0 в триггер записывается 1 независимо от предыдущего состояния. При другом наборе входных сигналов S = 0, R = 1 триггер устанавливается в 0. Комбинация S = R = 0 является нейтральной, поскольку при ней имеет место режим хранения информации.
При нейтральной комбинации сигналов на информационных входах триггер может находиться в одном из состояний устойчивого равновесия сколь угодно долго:
Комбинация S = R = 1 является запрещенной, т.к. она приводит к нарушению закона работы триггера и неопределенности его состояния. Если после этого на входы будет подана нейтральная комбинация сигналов, триггер перейдет в одно из состояний устойчивого равновесия, но предугадать это новое состояние триггера невозможно.
D-триггер.
рис.2.а.
Имеет один информационный (D-вход) и вход для синхронизирующего импульса С (рис. 2.а.) Основное назначение D -триггера — задержка сигнала поданного на вход. Как видно из временной диаграммs (рис. 2, б), изменение входного сигнала не сказывается на состоянии триггера и только при С = 1 триггер принимает состояние, определяемое входным сигналом. Для получения режима счетного триггера вход D соединяют с выходом .
рис.2.б.
IК-триггер.
рис.3.
Обычно имеет не менее пяти входов (рис. 3): R и S — вход установки в 0 и 1 соответственно, С в вход тактовых импульсов, I и К — управляющие входы. При поступлении низкого уровня на вход R триггер устанавливается в нулевое состояние, на вход S — в единичное.
Сложнее работа триггера при подаче сигналов на входы С, I и К. Здесь следует различать триггеры двух разновидностей — универсальные и синхронные. Наиболее простой режим универсального IК-триггера осуществляется при высоком уровне напряжения на входах I и К. В этом случае IК-триггер работает как обычный триггер со счетным входом: при поступлении каждого импульса на тактовый вход С (после спада импульса) его состояние меняется на противоположное.
Если на I и К установлен низкий уровень, то состояние триггера при подаче импульсов на вход С не меняется. Если на входе I высокий уровень, а на К низкий то после спада импульса на входе С и выходе Q появляется высокий уровень. И наоборот, если на I низкий уровень, на входе К высокий, то на выходе Q появляется низкий уровень. Когда на входе С имеется низкий уровень, то изменение сигналов на входах I и К не влияет на состояние триггера. Если же на входе С высокий уровень, то спад на входе I приводит к появлению на выходе Q высокого уровня, спад на входе К — низкого. Этот режим работы универсального триггера позволяет в некоторых случаях упростить построение различных счетчиков.
Основным отличием синхронных триггеров от универсальных является то, что изменение состояния первых может происходить лишь по спаду импульсов на входе С, а также при поступлении низкого уровня на входы R и S. При этом, если во время действия положительного импульса на входе С уровни сигналов на входах I и К не меняются, работа синхронного триггера не отличается от универсального. В том случае, когда во время действия высокого уровня на входе С триггер находится в нолевом состоянии и на входе I присутствует (хотя бы кратковременно) также высокий уровень, то после спада сигнала на входе С триггер переключится в состояние 1 причем это произойдет независимо от характера сигналов на входах I и К в момент спада сигнала на входе С. Аналогично, если во время действия на входе С сигнала высокого уровня триггер находится в состоянии 1 (на выходе Q), а на входе К присутствует (хотя бы кратковременно) сигнал высокого уровня, по спаду сигнала на входе С, триггер переключится в состояние 0, т.е. триггер запоминает импульсы, приходящие на входы I и К. На рис. 4 показан IК-триггер, работающий как D-триггер.
Источник — Партин А.И. Популярно о цифровых микросхемах (1989)
4,00 (1)
Загрузка...