4.5.2 Асинхронные rs-триггеры

Асинхронные RS-триггеры – это простейшие триггеры, на базе которых могут быть построены сколь угодно сложные триггеры. В таких триггерах от­сутствует синхронизирующий сигнал, который бы определял момент времени, когда триггер реагирует на информационные сигналы. Асинхронный триггер реагирует на изменение информационных сигналов в тот же момент времени, когда сигнал изменил своё состояние на активное состояние. Своё название триггер берёт от названий своих входов: S и R.

S– вход установки триггера в единичное состояние. Берёт название от слова Set. При наличии на этом входе активного сигнала происходит переклю­чение триггера (установка) в единичное состояние.

R– вход сброса триггера в исходное нулевое состояние. Берёт название от слова Reset. При наличии на этом входе активного сигнала происходит пере­ключение триггера (сброс) в нулевое состояние.

Широкое применение нашли триггеры на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Рас­смотрим триггеры на элементах И-НЕ, которые нашли широкое применение в

ТТЛ. Схема триггера на элементах 2И-НЕ предложена на рисунке 4.15а, а его условное обозначение предложено на рисунке 4.15б.

Проанализируем поведение триггера по принципиальной схеме (рисунок 4.15а). Считаем, что верхний выход является прямым. Определим активность входных сигналов. Предположим, что на вход верхнего элемента подаётся уро­вень логической единицы. Поскольку элемент реализует функцию И-НЕ, вы­ходной сигнал в этом случае зависит от сигнала на втором входе элемента. То есть, входной сигнал не определяет однозначно состояние триггера. Предполо­жи, что на вход верхнего элемента поступает нуль, а на нижний при этом по­ступает единица. Наличие нуля на входе верхнего элемента однозначно опреде­ляет состояние его выходного сигнала, который будет равен единице. Тогда на выходе нижнего элемента сформируется нуль, так как на его входах наблюда­ется совпадение единиц. Сформированный нуль поступит на второй вход верх­него элемента и, тем самым, продублирует нулевое состояние входного сигна­ла. С этого момента времени необходимость присутствия нуля на входе, обо­значенном буквой S, отпадает, триггер перешёл в единичное состояние, которое

будет сохранять при наличии питания сколь угодно долго, если на оба входа будут поступать пассивные сигналы.

Можно заметить, что подача нуля на вход верхнего элемента привела к изменению состояния триггера и к появлению на прямом выходе уровня еди­ницы. Следовательно, активным сигналом для предложенной схемы по каждо­му входу является ноль, причём вход верхнего элемента является входом S, входом установки триггера в единицу.

Если считать, что время задержки одного элемента равно t_зад, то через время 2t_зад в ответ на появление ноля на верхнем входе триггер перейдет в но­вое состояние. Спустя этот интервал времени можно убрать ноль с верхнего входа, заменив его на уровень логической единицы. Время срабатывания триг­гера равно 2t_зад. При этом триггер перейдет в режим хранения нового состоя­ния. Если на оба входа поступают единицы, то триггер будет хранить преды­дущее состояние.

При R=S=0 на обоих выходах триггера наблюдается 1, триггер оказы­вался в запрещённом состоянии, нарушается логика его работы. Комбинация входных сигналов, которая переводит триггер в запрещенное состояние, назы­вается запрещенной. Для исключения запрещённого состояния триггера целе­сообразно не допускать запрещённые комбинации на входы триггера.

Учитывая тот факт, что активным сигналом является ноль, условное обозначение триггера будет выглядеть так, как показано на рисунке 4.15б.

Опишем поведение триггера с помощью таблицы переходов (рисунок 4.15в). В этой таблице символом t помечаются те сигналы, которые наблюда­лись в исходный момент времени, а символом t+1 – сигналы после действия входной информации.

На рисунке 4.15г предложены временные диаграммы работы триггера, то есть поведение выходного сигнала Q в зависимости от входных сигналов (S, R) во времени.

Если необходимо построить триггер, у которого активными сигналами являются единицы, то достаточно на входах рассмотренного триггера добавить

инверторы. Триггер на элементах ИЛИ-НЕ будет иметь прямые входы, то есть будет срабатывать при единицах на входах S и R.