4.1.1 Асинхронный rs - триггер
Асинхронный триггер имеет два входа S(et) - установка и R(eset) - сброс и два выхода прямой -
Q и инверсный - ~Q. Триггер переходит из текущего состояния X на выходе к состоянию 0, при подаче
на
вход S нуля и на вход R единицы, а при
поступлении на вход S единицы и на вход
R нуля триггер переходит к состоянию 1.
При нулевых значениях, когда S=R=0 триггер
должен сохранять старое значение.
Комбинация сигналов S=R=1 не определена.
В
соответствии с описанием составим
таблицу состояний триггера (таблица
6).
Q и X - могут принимать любые значения, но Q в пределах одной строки, неизменно. Значения d
будут доопределены на этапе минимизации. Входных переменных три - S,R и текущее состояние выхода Qt, поэтому всего должно быть восемь состояний при различных значениях Q и X. Последующее состояние выходов отделено от текущего временем задержки сигнала dt. Таблица Карно функции Q(t+dt) с учетом всех возможных состояний приведена на рис.35, слева.
Доопределяем значения d единицей и находим характеристическое уравнение RS - триггера: Q(t+dt) = S + ~R*Qt = ~(~S * ~(~R*Q)). (26)
Этому уравнению соответствует схема на рис.35, справа. Учитывая,что Qt и Q(t+dt) сигналы на одном и том же выходе, но в разные моменты времени, свяжем их. Окончательно схема триггера и его условное обозначение будет выглядеть, как на рис.36.
Условное обозначение B соответствует части рисунка, обведенной точками, т.е. RS триггеру с инверсными входами, а обозначение A - всему рисунку, или RS триггеру с прямыми входами.
Если
на триггер с прямыми входами подать
сигналы R=S=1 или на входы инверсного -
нули, то оба
выхода
Q и ~Q будут установлены в 1, что противоречит
аксиоме Q*~Q = 0. Поэтому такой режим, иногда
называют запрещенным. Однако ничто не
мешает разработчику использовать его,
например для сигнализации об одновременном
и нежелательном поступлении единичных
сигналов на RS входы,
введением
дополнительной схемы И.
Временные диаграммы RS триггера с инверсными входами приведены на рис.37. Через время tзд.р.,обозначенное "-", от поступления сигнала ~S = 0 на вход элемента И-НЕ с номером 3, выход Q переключится первым, а следом через такой же промежуток времени переключится и выход ~Q. Спустя интервал времени t2 - t0 = dt на выходах установятся новые значения. Также протекает процесс при ~R = 0, но выход ~Q переключится первым. Отсюда вытекает, что изменение входных сигналов не должно происходить быстрее времени dt.
Одним из применений RS триггера с инверсными входами служит схема подавления "дребезга" контактов клавиатуры. Процесс многократного размыкания и замыкания контактов при их переключении называется дребезгом. Схема и диаграммы показаны на рис.38.
t1 сигналы ~S,~R поочередно принимают значения 1,1 и 0,1 что соответствует режимам памяти и установки
в 1. При этом, естественно начальное значение Q = 1 не изменится, что и требуется. В интервале t1..t2 средний контакт находится в "свободном по- лете". Первое его касание нижнего контакта в момент t2 сбросит триггер (~S = 1, ~R = 0). До момента t3 сигналы ~S,~R поочередно принимают значения 1,0 и 1,1 что соответствует режимам сброса и памяти, т.е. Q = 0. При отпускании клавиши (момент t3) развивается обратный процесс. В результате действия схемы выходной сигнал чист от импульсных помех.