Триггеры

Триггер – это элементарный цифровой автомат, имеющий два устойчивых состояния равновесия (0 и 1).

Под воздействием входного сигнала триггер скачкообразно изменяет свой выходной сигнал, переходя из одного устойчивого состояния равновесия в другое. На рис. 5.1а приведена функциональная схема триггера, а на рис. 5.1б – его условное обозначении.

R

Q

S Q

 

 

R

S

 

а) б)

 

Рис. 5.1 Функциональная и логическая схема RS – триггера

В представленном триггере имеются два информационных входа R и S и два выхода прямой Q и инверсный . Состояние триггера оценивается по уровню сигнала на прямом его выходе Q. Вход R предназначен для установки 0, а вход S – для установки 1 на прямом выходе триггера Q .

Триггер реализован на основе двух логических элементов ИЛИ – НЕ. Выход одного элемента соединен с входом другого и наоборот. Такое перекрестное соединение обеспечивает устойчивое состояние триггера, которое можно изменять только путем подачи сигнала 1 на вход R или S. Особенность работы триггера характеризуется таблицей состояния 5.2, приведенной ниже.

 

Табл.5.2 Таблица состояния RS – триггера

Вход S	Вход R	Выход Q	Инверсный выход	Действие
				Установка 1
				Установка 0
		Последнее состояние	Хранение информации
		З а п р е щ е н о

 

При одновременной подаче сигналов 1 на входы R и S триггер «рассыпается» на два элемента ИЛИ – НЕ и перестает быть триггером как таковым, то есть единым, взаимоблокирующимся устройством. Такой режим в работе триггера недопустим и должен быть исключен.

По функциональным особенностям различают схемы триггеров, обозначаемые как: RS – триггеры,

Т – триггеры,

D – триггеры,

JK – триггеры.

 

По характеру формирования входного сигнала триггеры бывают

- асинхронные,

- синхронизируемые.

У асинхронных триггеров отсутствуют какие–либо ограничения на изменение состояния триггера путем подачи на один R или другой S вход сигнала 1. Примером асинхронного триггера является триггер, приведенный на рис. 5.1. Этот триггер относится к группе RS – триггеров. У него имеется два независимых входа R и S, при подаче на какой–либо из них сигнала 1 можно изменять состояние триггера. Он относится к разновидности асинхронных триггеров, так как на воздействие входных сигналов никакие ограничения не накладываются.

У синхронизируемых триггеров входной сигнал может повлиять на состояние триггера только в присутствии другого, синхронизирующего сигнала. В случае отсутствия последнего повлиять на состояние триггера входной сигнал не сможет. Триггер будет оставаться в своем предыдущем состоянии. На рис.5.2 приведена функциональная схема синхронизируемого, однотактного триггера, созданного на базе логических элементов И – НЕ, а также его условное обозначение.

S

Q

S Q

с

c R

R

б)

R

а)

Рис. 5.2 Синхронизируемый триггер.

На рис. 5.2 а изображена функциональная схема триггера, а на рис. 5.2 б – его условное обозначение.

В этом триггере элементы 1 и 2 образуют входную логику, а элементы 3 и 4 – непосредственно триггер. Такие триггеры имеют два информационных входа R и S и вход синхронизации С. Приведенная ниже временная диаграмма и таблица состояния (табл.5.3) поясняют работу этого триггера. Из таблицы состояния видно, что при отсутствии сигнала t на входе синхронизации С (сигнал 0) какие–либо сигналы на информационных входах R и S не влияют на состояние сигнала на выходе Q. Триггер может реагировать на входные сигналы R и S только при наличии на входе синхронизации С сигнала 1. Временная диаграмма соответствует случаю присутствия на входе синхронизации С, в момент времени t , сигнала 1. Она показывает изменение сигнала на выходе триггера Q (момент времени t + 1) при появлении на каком–либо входе (R или S) сигнала 1.

Табл. 5.3 Таблица состояния синхронизируемого триггера

R	S	С	Q
			Информация не меняется
			Информация не меняется
			Информация не меняется
			Информация не меняется

 

Временная диаграмма

T	t + 1	Комментарии
R	S	Q
		Q(t)	Хранение
			установка 1
			установка 0
		–	Запрещено

 

На рис. 5.3а приведена функциональная схема двухтактного триггера, а его условное обозначение показано на рис.5.3б. На рис. 5.4 – временная диаграмма, поясняющая особенность его работы. В отличие от RS – триггера у триггера со счетным входом имеется только один вход Т, на который и подается входной сигнал.

Из временной диаграммы видно, что сигнал на выходе Q изменяется в момент исчезновения сигнала на входе Т (задний фронт). Это приводит к тому, что сигнал на выходе изменяется с частотой в два раза меньшей, чем на входе.

Триггер со счетным входом называется Т – триггером

Q

S Q T

T

а) б)

Рис. 5.3 Схема двухтактного T –триггера

 

T счетный вход

 

Q выход