_16Л_Триггеры. 1. rsтриггеры ' Асинхронные
 Скачать 293.5 Kb.
|
 ТРИГГЕРЫТриггером называют устройство, имеющее два устойчивых состояния, способное под воздействием внешних сигналов переходить из одного состояния в другое. Свое состояние триггер может сохранять сколь угодно долго. Поэтому он может использоваться в качестве элемента памяти ёмкостью 1 бит. Схему с двумя состояниями можно легко построить на основе усилителя с глубокой положительной обратной связью аналогично автогенератору. Автогенераторы гармонических колебаний имеют узкополосную функцию передачи в петле обратной связи. В результате условие баланса фаз и амплитуд выполняется только на одной частоте, на которой и возникают колебания. В триггерах используют петлю с широкой полосой, начинающуюся с нулевой частоты. Это легко получить, если использовать усилитель постоянного тока или логический элемент. Триггеры строятся на основе двух инвертирующих усилителей. Обобщенная схема представлена на рис.1.  Рис.1 Усилители образуют регенеративное кольцо из двух инверторов, охваченных глубокой положительной обратной связью. Поэтому переход из одного состояния в другое происходит лавинообразно за очень короткое время. Триггер имеет два выхода: прямой Qи инверсный  . Состояние триггера определяют по значению сигнала на прямом выходе Q. Значения сигналов на прямом и инверсном выходах всегда противоположны.Реальные логические элементы практически всегда обладают значительным усилением триггеры очень удобно строить на основе схем И-НЕ или ИЛИ-НЕ. 1.RS-триггеры ' Асинхронные RS-триггеры. В асинхронных триггерах срабатывание происходит непосредственно в момент изменения сигнала на информационных входах. Асинхронные RS-триггеры являются наиболее простыми. В качестве самостоятельного устройства используются редко, но являются основой для построения более сложных систем. RS-триггер — это триггер с раздельной установкой состояний логического нуля и логической единицы. Он имеет два информационных входа Sи R.. По входу Sтриггер устанавливается в состояние Q=1 ( =0), по входу R — в состояние Q=0 (=1). В зависимости от логической структуры асинхронные RS-триггеры бывают с прямыми либо инверсными входами и могут строиться на двух логических элементах: 2ИЛИ-НЕ — триггер с прямыми входами; или на элементах 2И-НЕ — триггер с инверсными входами.Асинхронный RS-триггер с прямыми входами на логических элементах 2ИЛИ-НЕ представлен на рисунке 2.  Рис.2. Логические элементы ИЛИ-НЕ с инвертированием сигнала образуют петлю положительной обратной связи. При таком соединении логическая единица на выходе одного логического элемента (ЛЭ) поступает на вход другого ЛЭ и обеспечивает логический ноль (инвертирование) на его выходе. Логический ноль на выходе ЛЭ, поступая на вход другого, при инвертировании дает логическую 1. Таким образом, выходы Qи всегда находятся в противоположных состояниях. Соединение элементов по данной схеме позволяет получить цепь с двумя устойчивыми состояниями.Временные диаграммы, характеризующие работу асинхронного RS-триггера с прямыми входами, показаны на рис. 3.  Рис.3 Для элементов ИЛИ-НЕ активным является высокий уровень — логическая 1, поэтому в режиме хранения данных на входы этого триггера подаются нулевые значения R=S=0. Установка триггера в нужное состояние производится подачей на соответствующий вход активного уровня единицы. Одновременная подача единицы на оба входа (R и S) приводит к неопределенности. На обоих выходах Q и появляются единицы, а после отключения входов (S=R=0) может установиться любое состояние. Такая ситуация неопределенности не допустима, поэтому комбинация S=R=1 считается запрещенной.Функционирования триггера с прямыми входами на элементах 2ИЛИ-НЕ может быть отражено таблицей истинности  Асинхронный RS-триггер с инверсными входами на логических элементах 2И-НЕ представлен на рисунке 4.  Рис.4 Для этих ЛЭ логическая 1 является пассивным уровнем, поэтому сигнал R= S= 1не влияет на состояние триггера и обеспечивает хранение предыдущего значения на выходах Qn+1= Qп. Для элементов И-НЕ активным является низкий уровень, т.е. логический 0. Временные диаграммы работы асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ показаны на рис.5  Рис.5 В таблице показано функционирование асинхронного RS-триггера в инверсными входами на элементах 2И-НЕ. Таблица переходов RS-триггера на элементах 2И-НЕ  Знак «X» при  = =0означает, что такая комбинация является запрещенной.Синхронный RS-триггер имеет дополнительный вход синхронизации, который также называют тактирующим входом. Синхронизирующий вход разрешает прием сигналов с информационных входов. При наличии синхросигнала происходит переключение триггера. При отсутствии сигнала на синхровходе информационные сигналы не влияют на состояние триггера. Достоинство синхронных триггеров: они позволяют устранить влияние задержки распространения сигнала в различных частях схемы. Таким образом, достигается одновременный прием сигналов в заданные интервалы времени в разных точках схемы. Синхронные триггеры бывают со статическим и динамическим управлением. При статическом управлении триггер реагирует на изменение информационных сигналов в течение всего времени действия синхросигналов. Поэтому изменение информационных сигналов в них возможно только при отсутствии сигнала на синхровходе. В синхронных триггерах с динамическим управлением прием сигналов с информационных входов происходит в течение короткого фронта сигнала синхронизации. В остальное время информационные входы логически отключены и изменения сигналов на информационных входах не вызывают срабатываний синхронного триггера. Логическая структура синхронного RS-триггера содержит асинхронный RS-триггер и дополнительную входную логическую схему, которая управляет его работой. На рис. 6 изображены схемы и обозначение синхронного RS-триггера с прямыми информационными и синхронизирующим входами. Такой триггер также называют RSТ-триггером, полагая вход С тактовым входом Т.  Рис.6 На входах кроме информационных сигналов R, Sдействует сигнал синхронизации С. Буквами Ra, Saобозначены сигналы на входах асинхронного триггера. С помощью логических элементов DD1, DD2 обеспечивается передача входных сигналов на асинхронные триггеры. На рис. 7 изображены временные диаграммы работы синхронного RS-триггера с прямыми входами.  Рис.7 Таблица истинности синхронного RS-триггера с прямыми входами (рис. 6, в)  При отсутствии синхронизирующего сигнала С=0 триггер не переключается независимо от входной информации R, S(прочерки в таблице). В этом режиме RST-триггер сохраняет ранее записанную в него информацию. При С=1 триггер изменяет свое состояние в соответствии с поступившей на входы Rи Sинформацией. Триггеры могут дополнительно иметь установочные входы Ry, Sy,, сигналы которых непосредственно устанавливают триггер в заданное состояние независимо от синхросигналов (рис. 8).  Рис.8 При использовании для построения синхронного RS-триггера однотипных логических элементов (И-НЕ либо ИЛИ-НЕ) его синхронные либо асинхронные входы управляются различными активными логическими уровнями. В случае элементов И-НЕ для синхронных входов активным является сигнал логической единицы, а для асинхронных входов активным является сигнал логического 0. Условное графическое обозначение RS-триггера с прямыми информационными и инверсными установочными входами показано на рис. 8, б. |