2.6.Триггеры.
Что в вычислительной технике практически нет таких устройств, куда бы не входили триггеры различных типов. Без знания принципов работы триггеров невозможно понять принципы работы других более сложных устройств. Не зная как функционирует триггер, невозможно отыскать неисправность в аппаратуре.
2.6.1. Назначение и классификация триггерных устройств.
Триггером называется логическое устройство, имеющее два устойчивых состояния. Одно из них условно связано с хранением единицы (единичное состояние), другое - с хранением нуля (нулевое состояние). Т.е. триггер представляет собой элемент памяти способный хранить бит информации (одну двоичную цифру).
Триггеры классифицируются по различным признакам. Чаще всего по типу входов и типу синхронизации.
По типу входов:
RS-триггеры с раздельной установкой в 0 и 1 (R – «reset» - выключить, S – «set» - установить);
D-триггеры или триггеры задержки (D – «delay» - задержка);
Т-триггеры или триггеры со счетным входом (Т – «toggle»- релаксатор);
JK-триггеры или универсальные триггеры (J – «Jerk» - резко включить, К – «kill» - резко выключить).
По виду синхронизации:
асинхронные (переключаются непосредственно под воздействием сигналов на информационных входах);
синхронные (имеют дополнительный вход синхронизации - С – «clock» и переключаются только в тот момент времени, когда, на входе синхронизации действует импульс напряжения);
комбинированные (имеют две группы входов - синхронные и асинхронные).
Кроме того, триггер любой группы может иметь и дополнительный управляющий вход V («valv»- вентиль). При V = 1 разрешается переключение триггера, а при V = 0 запрещается.
2.6.2. RS-триггеры.
Асинхронный RS-триггер с прямыми входами
Триггер, имеющий информационные входы s и R. по которым производится раздельная его установка в единичное и нулевое состояние, называется RS-триггером.
Графическое обозначение асинхронного RS-триггера с прямыми входами имеет следующий вид:
Q
S
T
S-вход установки триггера в единичное
состояние;
Q
R
R-вход установки триггера в нулевое
состояние.
t |
t n+1 |
|
R n |
S n |
Q n+1 |
0 0 1 1 |
1 0 0 1 |
1 Q n 0 запрет |
Q n - состояние триггера в момент времени t;
Q n+1 – состояние триггера в момент времени t n+1 ;
В
ариант
принципиальной схемы:
Теперь докажем, что данная принципиальная схема есть рассматриваемый нами триггер, для этого на входы устройства необходимо подавать различные комбинации единиц и нулей (тесты).
Первый тест - 0 на вх. R, 1 на вх. S
Триггер установится в единичное состояние (с Q 1, Q 0).
Второй тест - 0 на вх. R, 0 на вх. S.
Триггер не меняет свое состояние (хранит предыдущее - единичное).
Третий тест - 1 на вх. R, 0 на вх. S (с Q 0, с Q 1).
Четвертый тест - 1 на вх. R, l на вх. S.
Работа триггера нарушается - может установиться в любое состояние. Ранее хранимая информация разрушается.
Т.о. рассмотренное устройство это асинхронный RS-триггер с прямыми входами.
Основными временными показателями являются:
время переключения, t пр. ;
минимальная длительность импульса на входе, t мин. ;
максимальная частота следования импульса на входе, F макс. .
Время переключения t т - это временной интервал от момента действия перепада напряжения Q 1 на входе S (R) до окончания переходник процессов:
t т = 2 t 3 ∂.
Минимальную длительность импульса на входе t целесообразно выбрать равной или большей значения t т (t мин. ≥ t т). Следовательно:
t мин. 2 t 3 ∂.
Максимальная частота следования импульсов на входах, F определяется по формуле:
F макс. = ½ t мин. = ¼ t 3 ∂.