Классификация триггеров
Классификация триггеров приведена на рис. 2.
   
б
Рис. 2. Классификация триггеров по способу организации логических связей (а) и по способу приема информации (б)
По способу организации логических связей (рис. 2, а) применяются триггеры различных типов: RS, D, T, JK и др. Кроме того, используются комбинированные например (RST, JKRS, DRS-триггеры), в которых совмещается несколько типов, и со сложной входной логикой, в которых сигналы различных входов связаны логическими зависимостями (например, JK-триггер с группами входов J = J1 J2 J3, K = K1 K2 K3 или J = По способу записи информации (рис. 2, б) триггеры подразделяются на асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые). По способу синхронизации различают триггеры со статистическим управлением записью информации, когда триггер срабатывает при установке на его синхронизирующем входе «С» уровня «1» или «0» (в зависимости от элементной базы), и динамическим управлением записью, когда триггер срабатывает во время нарастания или спада синхроимпульса, т. е. по фронту (рис. 3).
Рис. 3. Диаграммы работы и обозначения синхронных триггеров: а – диаграммы срабатывания триггера; б – условные обозначения синхронизирующих входов; в – диаграмма приема двухступенчатого триггера; г – условное обозначение двухступенчатого триггера
По количеству тактовых входов различают триггеры одно-, двух- и многотактные. По характеру переключения триггеры делятся на одно- и двухступенчатые (MS-схемы – Master-Slave – хозяин – слуга). Аббревиатура MS отражает работу триггера: входная ступень вырабатывает новое условие, а выходная его копирует. Временные процессы в синхронных триггерах и условные обозначения синхронизирующих входов показаны на рис. 3. 2.1. RS-триггер
Схема асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ приведена на рис. 4, а последовательность его работы при различных воздействиях на входах S и R - в табл. 1. При подаче на оба входа триггера логической «1» S = R = 1, на обоих выходах формируется «0», эта комбинация запрещена и не используется. Согласно второй строке табл. 1 истинности при S = 1 и R = 0 – на выходе Q устанавливается «1», а на выходе
Таблица 1 Таблица состояний для асинхронного RS-триггера
Согласно четвертой строке табл. 1, когда S = R = 0, триггер находится в состоянии покоя (хранения), т. е. на выходах Q и Временные зависимости сигналов для асинхронного триггера и его условное обозначение приведены на рис. 5. Синхронный RS-триггер отличается от асинхронного наличием дополнительного, так называемого синхронизирующего входа. Работа синхронного RS-триггера представлена в табл. 2. Временные диаграммы работы синхронного RS-триггера приведены на рис. 6. В верхней строке диаграммы (см. рис. 6) изображены входные синхросигналы, из анализа которых следует, что синхроимпульс «1» не оказывает никакого влияния на выходные сигналы Q и
Рис. 5. Временные диаграммы сигналов асинхронного RS-триггера
В момент подачи «1» на вход S триггер остается в прежнем состоянии, такое состояние сохраняется до прихода синхроимпульса 2, который переключает триггер, Q = 1,
Таблица 2 Таблица истинности синхронного триггера
а б
Рис. 6. Временная диаграмма работы: синхронного RS-тригггера (а) и его условное обозначение (б)
2.2. D-триггер
Синхронный D-триггер функционирует в соответствии с таблицей состояний (табл. 3). Условное графическое обозначение синхронного D-триггера представлено на рис. 7. Из анализа данных табл. 3 следует, что при отсутствии синхросигнала, т. е. при С = 0, состояние триггера в момент времени t остается неизменным, т. е. Qt = Qt - 1. При наличии синхросигнала С = 1 триггер передает на выход сигнал, поступивший в предыдущем такте, т. е. Qt = Dt - 1. Временные диаграммы работы синхронного D-триггера приведены на рис. 7. Диаграмма отображает состояние триггера в момент t в зависимости от значений сигналов на входах С и D и состояние триггера Qt - 1 в момент времени t - 1.
Таблица 3 Таблица состояний синхронного D-триггера
а б
Рис. 7. Временная диаграмма работы: синхронного D-тригггера (а) и его условное обозначение (б)
2.3. JK-триггер
Отличается JK-триггер от RS-триггера тем, что в нем устранена неопределенность, которая возникает в RS-триггере, когда одновременно на оба входа подают единичные сигналы. JK-триггер имеет два логических входа: J (установка «1») и К (установка «0»). Синхронизируемый JK-триггер имеет дополнительный вход С для приема синхроимпульсов и является более универсальным по сравнению с RS-триггером. Путем наложения запрета на некоторые комбинации входных сигналов или незначительных изменений соединений внешних выводов из JK-триггера можно получить триггеры другого типа, такие как RS, T, D и т. д. Асинхронный JK-триггер получается из асинхронного RS-триггера путем добавления схемы управления, которая кроме сигналов на входах J и K учитывает также сигналы на выходе триггера, т. е. учитывает его состояние. Это достигается введением дополнительных связей между входом и выходом триггера (рис. 8).
а б Рис. 8. Схема асинхронного JK-триггера: на элементах И-НЕ (а) и его условное обозначение (б) Предположим, что в триггере записана информация: Q = 1, Независимо от предшествующего состояния JK-триггер меняет состояние, когда на его входе появятся сигналы J = K = 1. Триггер установится в состояние Q = 0, Синхронный JK-триггер отличается от асинхронного наличием синхронизирующего входа. Схема синхронного JK-триггера на логических элементах И-НЕ приведена на рис. 9. Синхронный JK-триггер приводится в действие синхроимпульсом, до его прихода сигналы на входах J и K должны принять определенное значение. Таблица состояний синхронного JK-триггера приведена в табл. 5. Отличие JK-триггера от асинхронного триггера состоит в том, что исполнение команды происходит с приходом синхроимпульса, а сама работа триггера определяется установкой сигналов по входу J и К.
Таблица 4 Таблица истинности асинхронного JK-триггера
а б
Рис. 9. Схема синхронного JK-триггера: на элементах И-НЕ (а) и его условное обозначение (б)
Таблица 5 Таблица истинности синхронного JK-триггера
|
, т. е. эти входы объединены операцией конъюнкции). Триггер типа RS (RS-триггер) имеет два входа – S и R, на которые недопустима одновременная подача сигналов, D-триггер имеет один вход, его состояние определяет входной сигнал, но с задержкой, определяемой тактовым (синхронизирующим) импульсом, Т-триггер со счетным входом меняет свое состояние каждый раз при поступлении входного сигнала, JK-триггер подобен RS-триггеру, имеет вход установки состояния «1» – J и –установки состояния «0» – К. Но в отличие от RS-триггера допускает одновременную подачу сигналов на входы J и K, т. е. J = К = 1. В этом режиме JK-триггер работает как счетный относительно тактовых импульсов.
– «0». В этом случае говорят, что триггер установлен в состояние «1».
Согласно третьей строке табл. 1 при S = 0, R = 1 происходит сброс сигнала по выходу Q, и на нем устанавливается уровень «0». Триггер установлен в состояние «0».
= 0. Триггер находится в режиме хранения, синхроимпульс 3 не влияет на его состояние. Затем «1» подается на вход R, по переднему фронту синхроимпульса 4 происходит переключение триггера. Из анализа рис. 6 следует, что состояние синхронного RS-триггера меняется только в момент прихода синхроимпульса и если на одном из входов (R или S) присутствует «1», в противном случае триггер находится в режиме хранения (см. рис. 6, а, синхроимпульс 4).
