Триггеры

I-NE, ILI-NE.2

Triggery

Триггером называется электронное устройство, которое имеет два устойчивых состояния, переходящих из одного состояния в другое происходит под воздействием внешнего сигнала, уровень которого превосходит заданное пороговое значение.

Т.о., если внешний сигнал не превосходит порогового значения, то триггер сохраняет свое состояние. В информационных технологиях состояние триггера может быть интерпретировано значениями логического «0» и «1». Т.о. триггеры могут быть использованы для построения устройств сохранения и обработки двоичного слова. Триггеры используются для построения элементов сверхоперативной памяти типа регистров, а также типа внешней буферной и кэш памяти. Триггер может быть построенный с использованием транзисторных ключей на МОП и биполярных транзисторах, которые объединяются с помощью положения обратной связи.

Триггер может быть реализован с помощью других логических элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

ИЛИ-НЕ

I-NE, ILI-NE.I-NE, ILI-NE.2

RS-триггер (простейший триггер). Входы R и S. Выходы Q – основной или прямой, Q – инверсный или обратный выход. Состояние триггера описывается значением его выходных сигналов.

1. Q = 1, Q = 0 называется основным состоянием;

2. Q = 0, Q = 1 – инверсным.

Предположим, что на входы R и S получаем нулевой сигнал, при этом триггер находится в состоянии хранения. Если он находится в прямом состоянии, то на вход элемента Э1 будет Q = 0, R = 0. На входе Э2 будет Q = 1, S = 0. Предположим, что триггер находится в основном состоянии Q = 1, Q = 0 и в качестве входных сигналов R=1 и S=0, тогда элемент Э1 сформирует на выходе ток нулевого значения, и на выходе ¯Q установится значение логической «1». Если триггер находится в основном состоянии и поступает комбинация входных сигналов: R=0 и S=1, то легко увидеть, что триггер не изменяет своего состояния, т.е. Q = 1, ¯Q = 0. На входе Э1 будут нулевые входные сигналы, поэтому на выходе сигнал логической «1». Т.о. таблица истинности триггера имеет следующий вид:

1

trigger na jelement I-NEАналогично можно построить триггер на элемент И-НЕ:

Отличительной особенностью данного триггера является то, что установленные значения для триггера является инверсной по отношению к предыдущей схеме.

Если триггер находится в основном состоянии Q = 1, ¯Q = 0, то при R=1 и S=1 триггер сохраняет свое состояние. Действие на вход элемента Э1 будет комбинация сигналов Q=1, ¯Q=0. На входе элемента Э2 будет находится комбинация сигналов Q = 1, ¯Q = 0. Логическая операция «И» дает «1», инверсия приводит к тому, что ¯Q = 0. Ситуация изменится, если ¯R=0 и ¯S=0. Т.о. таблица истинности:

2

R-S-триггеры (простейшие). Все множество триггеров можно классифицировать по функциональным признакам и по организации управления. По функциональным признакам различают:

  • D-триггеры
  • T- триггеры
  • j-k- триггеры (универсальные)

В асинхронных триггерах изменение состояния может происходить по мере поступления входных сигналов. В синхронных триггерах изменение состояния может происходить лишь в фиксированные моменты времени, определяемые импульсами синхронизации.

Триггер находится в основном состоянии Q = 1, ¯Q = 0 и комбинация входных сигналов: R=1 и ¯S=0.

Рассмотрим построение синхронизированного R-S-триггера. Для этого используют два дополнительных логических элемента «И-НЕ» и R-S-триггер с инверсным входом.

trigger s inversnym vhodom

В данном случае в качестве устройств используются единичные значения входных сигналов, которые изменяют состояния триггера только при наличии единичных значений сигналов синхронизации. Большинство операций  преобразования двоичных значений в компьютерной техники являются синхронизуемыми. Однако, в ряде случаев используются логические элементы, позволяющие сохранить раннее предшествующие значения входных сигналов для последующей обработки. Примерами таких сигналов являются D-триггеры.

D-триггер сохраняет единичные значения, полученные по коду D до прихода очередного импульсного сигнала.

D-trigger

Предположим, что R-S-триггер находится в инверсном состоянии, тогда если в некоторый момент времени D=1, C=1, то на выходе элемента Э1 будет нулевое значение, которое может изменять состояние триггера Т. При этом на выходном элементе Э2 будет единичное значение, которое в комбинации со значением на входе ¯S переводит триггер в основное состояние.

При наличии на входе D=0, C=0 на выходе элемента Э1 будет единичное значение, а на выходе элемента Э2 будет также единичное значение. Поэтому триггер Т будет находится в режиме хранения информации.

При поступлении очередного импульса синхронизации D=0, C=1 на выходе элемента Э1 будет единичное значение, а на выходе элемента Э2 – нулевое значение, что приведет к сбросу триггера в инверсное состояние.

Т.о. D-триггер обеспечивает хранение в качестве основного состояния значения сигналов поступающих на вход очередного импульса синхронизации.

Триггеры могут быть статические – изменяют свое состояние при определенных значениях и комбинациях входных сигналов, и динамические – изменяют свое состояние при перепадах входных сигналов и их комбинациях.

Другими словами динамические реагируют на импульсные входные сигналы, а статические – на определенную комбинацию значений входных сигналов.

Т-триггер (триггер со счётным входом) меняет своё состояние с приходом каждого очередного импульса на вход Т.

T-trigger

Поведение триггера описывается следующими диаграммами:

Между входными импульсами триггер сохраняет своё предыдущее состояние. Изменяет своё состояние только с окончанием входного импульса. Поэтому для реализации Т-триггера используют 2-х ступенчатый триггер, получаемый путём последовательного включения 2-х синхронизируемых RS-триггеров, у которых импульсы синхронизации на второй триггер поступают после инвертора, -Slave (ведущий-ведомый).

Исходя из этого, схему можно изобразить так:

RS-trigger

Здесь 2 синхронизируемых RS-триггера: 1ый на элементах Э1 и Э21, 2ой на элементах Э4 и Э52. 1ый RS-триггер будет изменять своё состояние только при наличии сигналов синхронизации; 2ой RS-триггер будет устанавливать своё состояние по состоянию 1ого RS-триггера только после окончания сигналов синхронизации, которые поступают на вход 1ого триггера. Поэтому данная схема и получила название Master-Slave. Тогда, если выполнить соединения указанные пунктиром, то 1ый триггер будет изменять своё состояние на противоположное, по отношению к состоянию 2ого триггера только при наличии сигнала синхронизации. Состояние 2ого триггера будет изменяться по отношению к своему предыдущему состоянию только после окончания импульса синхронизации. Поэтому, если использовать вход для импульсов синхронизации в качестве входа Т, то мы получим реализацию триггера со счётным входом:

triggera so schjotnym vhodom

Т.к. выходом триггера является Q2 и Q2, триггер изменяет своё состояние с окончанием каждого импульса синхронизации. Т-триггеры применяются при построении счётчиков импульса. При этом последовательно включаются несколько Т-триггеров, таким образом, что основной выход одного триггера является входом для другого Т-триггера. В результате можно получить реализацию двоичного счётчика импульсов, который в двоичной системе счисления определяет количество поступивших импульсов.

realizaciju dvoichnogo schjotchika impul'sov

realizaciju dvoichnogo schjotchika impul'sov2

3
В момент t1 состояние триггера соответствует числу 4 в двоичном коде, в момент t2 – числу 7 в двоичном коде.Приведенные диаграммы можно представить следующей таблицей:

На основе 2х ступенчатого синхронизируемого RS-триггера строится так называемый универсальный триггер (jk-триггер).

Для этого входы 1ого триггера получаются в результате объединения схемой n входов триггера и входных сигналов, причём выходы берутся в противоположно выводам, по отношению ко входам.

В результате получаем следующую схему:

jk-trigger

В универсальном триггере можно получить доступ ко входам R и S. Условное обозначение универсального триггера: На основе универсального триггера могут быть получены все остальные типы триггеров. При этом триггер работает, как RS-триггер с сигналами синхронизации, если вход j рассматривать,  как вход S, вход k – как R. Отличительной особенностью такого подключения является то, что триггер не имеет запрещенных комбинаций входных сигналов.

4

 

 

I-NE, ILI-NE.2

Т-триггер может быть получен в результате следующего включения.

Для получения D-триггера используется дополнительный инвертор, который включается перед входом k.

D-triggera ispol'zuetsja dopolnitel'nyj invertor

Триггеры представляют собой основной компонент многих устройств компьютерной техники.


Оставить комментарий

  • Список наук

  • Образовательные статьи