Триггеры

Триггер является элементом хранения информации, который широко применяется при построении счетчиков, регистров и других устройств памяти. Одним из наиболее важных свойств триггера является его способность устанавливать состояние своего выхода в одно из двух возможных состояний, которые могут быть представлены как логические нуль и единица. В соответствие с этим состояние триггера может рассматриваться как бит информации.

Триггер — цифровой автомат, имеющий два устойчивых состояния рав­но­ве­сия либо 0, либо 1.

Состояние триггера распознается по его входному сигналу. Под влиянием входного сигнала триггер скачкообразно переходит из одного устойчивого состояния в другое, при этом скачкообразно изменяется уровень напряжения его выходного сигнала. Для удобства использования в схемах вычислительных устройств триггеры обычно имеют два выхода: прямой Q (называется также «выход 1») и инверсный ?Q («выход 0»). В единичном состоянии триггеры на выходе Q имеют высокий уровень сигнала, а в нулевом — низкий. На выходе ?Q наоборот.

Если хотя бы с одного входа информации в триггер заносится принудительно под воздействием синхронизирующего сигнала, то триггер называется синхронизируемым (синхронным). Если занесение информации в триггер с любого входа производится без синхронизирующего сигнала, то триггер называется несинхронизируемым (асинхронным).

Состояние триггера определяется сигналом Q на прямом выходе триггера (или сигналом ?Q на его инверсном выходе).

Законы функционирования триггеров задаются таблицами переходов с компактной записью, при которой в столбце состояний может быть указано, что новое состояние совпадает с предыдущим либо является его отрицанием.

Триггер типа RS имеет два входа раздельной установки в нулевое и единичное состояния. Воздействие по входу S (обозначен по первой букве слова set – установка) приводит триггер в единичное состояние, а воздействие по входу R (от первой буквы слова reset – сброс) – в нулевое. Одновременная подача сигналов S и R не допускается, что является недостатком для RS-триггера.

Асинхронный RS-триггер на вентилях ИЛИ-НЕ показан на рисунке.

Рис. Схема исследования RS-триггера

Триггер образован из двух комбинационных схем ИЛИ-НЕ, соединенных таким образом, что возникают положительные обратные связи, благодаря которым в устойчивом состоянии выходной транзистор одной схемы ИЛИ-НЕ закрыт, а другой открыт. Ниже представлена таблица закона функционирования асинхронного RS-триггера.

Таблица переходов асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ

R

S

Q

Примечание

0

0

Q

Хранение

0

1

1

Установка 1

1

0

0

Установка 0

1

1

-

Запрещено

При R=1 и S=0 триггер устанавливается в нулевое состояние Q=0; при R=0 и S=1 он устанавливается в единичное состояние Q=1; при R=S=0 триггер сохраняет состояние, в котором он находился до момента поступления на его входы нулевых сигналов. При R=S=1 на прямом и инверсном выходах устанавливается нулевой сигнал. Триггерное кольцо превращается в два независимых инвертора, и при переходе к хранению (R=S=0) триггер может устанавливаться в любое состояние. Поэтому такая комбинация входных сигналов запрещена.

В Electronics Workbench RS-триггер обознается .

D-триггер (от слова delay – задержка) принимает информацию по одному входу и реализует функцию временной задержки. D-триггер имеет только режимы установки 1 и 0. В связи с этим несинхронизируемый D-триггер не применяется, т.к. его выход будет просто повторять входной сигнал. Синхронизируемый однотактный D-триггер задерживает распространение входного сигнала на время паузы между синхросигналами (задержка на полпериода).

JK-триггер — универсален, с раздельной установкой нулевого и единичного состояния, в зависимости от соединения его входов он может работать как RS, T, D триггера. В отличие от триггера типа RS в нем не запрещена одновременная подача сигналов на оба входа. Входы J и K эквивалентны входам S и R установки триггера соответственно в состояния «1» и «0».При объединении входов J и K и при подаче на них счетных импульсов. Вход J при раздельном использовании входов играет роль входа установки в единицу, а вход K - роль входа установки в нуль.

В Electronics Workbench JK-триггер обознается .

T-триггер — является триггером со счетным входом (или счетным триггером). Он изменяет свое состояние на противоположное каждый раз, когда на его вход приходит очередной сигнал. Обозначение триггера пришло от первой буквы английского слова toggle — защелка.