Электроника в вопросах и ответах

Триггер RS, называемый также статическим или асинхронным, является относительно простым элементом, образованным из двух соединенных между собой элементов ИЛИ — НЕ (рис. 12.16, а) или И — НЕ. Такой триггер имеет два переключающих входа: вход S (от английского set), называемый установочным или записывающим, а также вход R (от английского reset), называемый входом сброса или стирающим [28] . Эти входы называются асинхронными, поскольку состояния на каждом из этих входов сразу же влияют на изменение состояния выходов. Триггер имеет два выхода Q и Q, принимающих противоположные логические значения. Рассмотрим работу триггера RS в четырех возможных случаях:

28

В отечественной литературе вход S называют единичным входом триггepa, a R — нулевым. — Прим. ред.

1. Если на обоих входах состояние 0, то состояние триггера зависит от логических величин, существовавших в предыдущем состоянии, либо является случайным, причем выходы Q и Qв соответствии с допущением всегда имеют противоположные значения.

2. Если на входе S состояние 1, а на входе R состояние 0, то для S = 1 и R = 0 имеем Q = 1 и Q = 0. Такое состояние сохраняется также и в том случае, когда входы принимают значения, равные 0.

3. Если имеем R = 1 и S = 0, то Q = 0 и Q = 1.

4. Если R = 1 и S = 1, но должно было бы быть Q = 0 и Q = 0, однако это противоречит допущению, что один из выходов является отрицанием другого. Это означает, что рассматриваемый триггер не может применяться в схемах, в которых могут одновременно появляться единицы на обоих входах. Это запрещенное или неопределенное состояние.

Рис. 12.16. Схема триггера RS на двух элементах ИЛИ — НЕ (а) и условное графическое обозначение (б)

Работу триггера RS можно представить в виде таблицы состояний (таблицы истинности или таблицы переходов, табл. 12.6).

При использовании для построения триггера RS двух элементов И — НЕ запрещенное состояние (по сравнению с триггером на элементах ИЛИ — НЕ) соответствует условиям S = 0 и R = 0, а предыдущее состояние наблюдается для R = 1 и S = 1. Работа такого триггера представлена на рис. 12.17 в виде соответствующей временной диаграммы.

Рис. 12.17. Временное диаграммы для триггера RS, состоящего из двух элементов типа И — НЕ

Вариант триггера на элементах И — НЕ более экономичен, так как стоимость интегральных микросхем И — НЕ меньше стоимости схем ИЛИ — НЕ. Графическое обозначение триггера RS, которое можно встретить в литературе, показано на рис. 12.16, б.

Аналогичным способом можно рассмотреть работу триггера, собранного обычным способом из дискретных элементов, например триггера, представленного на рис. 10.28. Если входы R и S соединим с базами транзисторов Т₁ и Т₂ то выходы Q и Q будем иметь на коллекторах Т₁ и T₂.

Что такое синхронные или тактируемые триггеры?

Это триггеры, имеющие два типа входов: синхронные и тактовые. Синхронные входы, называемые также программирующими или информационными, не вызывают мгновенного изменения состояния на выходе. Для того чтобы такое изменение могло наступить, необходимо присутствие тактового импульса на специальном входе, называемом также тактирующим или управляющим. Программирующих входов может быть несколько, тактирующий вход только один. Тактирующий вход позволяет триггеру работать синхронно во времени с другими схемами данного устройства.

Тактовые входы могут запускаться, в частности, фронтом подводимого импульса, либо соответствующим уровнем входного сигнала, либо путем использования метода «ведущий — ведомый» (англ. master — slave).

Встречаются различные обозначения входов триггеров на схемах. Асинхронный вход записи (установки) обозначается обычно W, S или Р, стирающий вход (сброс) — как Z, R или С. Синхронные входы имеют обозначения, зависящие от типа триггера, например J, К, D. Тактирующий вход обозначается буквой Т или С. Выходы триггеров обозначаются как Q и Q.

Что такое триггер D – типа?

Пример схемы триггера D-типа представлен на рис. 12.18, а. Это триггер, образованный, например, из одного элемента НЕ, двух элементов И и двух элементов ИЛИ и характеризующийся тем, что он передает информацию с синхронного входа D на выход Q в том случае, когда сигнал на тактирующем входе Т соответствует состоянию 1. Для Т = 0 вход D блокируется, т. е. триггер не считает сигнал с этого входа и он не влияет на состояние триггера, а ранее введенная информация сохраняется. Недостатком триггера D является передача на выход помех, имеющихся на входе при Т = 1.

В зависимости от типа тактирующего входа различают триггеры D, запускаемые фронтом импульса и уровнем. Условное графическое изображение триггера D показано на рис. 12.18, б.

Рис. 12. 18. Схема триггера D, состоящего из пяти элементов НЕ, И или ИЛИ (а), и условное графическое обозначение (б)

Что такое триггер Т ?

Пример схемы триггера Т, образованного из четырех элементов И — НЕ, и его графическое обозначение представлены на рис. 12.19, а, б. Триггер Т меняет состояние выхода на противоположное, если состояние на входе изменяется с 0 на 1. Его можно также осуществить, используя, например, триггер D, если соединить вход D с выходом Q (рис. 12.20).