Триггеры – основные элементы запоминающих и счетных устройств
1. Общие сведения.
Триггер — простейшее последовательностное устройство (последовательностное - логическое устройство, выходной сигнал которого определяется не только сигналам на входах, но и предысторией его работы, то есть состоянием элементов памяти), которое может длительно находиться в одном из нескольких возможных устойчивых состояний и переходить из одного в другое под воздействием входных сигналов.
Триггер имеет два выхода, один из них называют прямым, а другой — инверсным. Потенциалы на них взаимно инвертированы: лог. 1 на одном выходе соответствует лог. 0 на другом. С приходом переключающих (запускающих) сигналов переход триггера из одного состояния в другое происходит лавинообразно, и потенциалы на выходах меняются на противоположные.
В интервале между переключающими сигналами состояние триггера не меняется, т. е. триггер "запоминает" поступление сигналов, отражая это величиной потенциала на выходе. Это дает возможность использовать его как элемент памяти. При лавинообразных переключениях на выходе триггера формируются прямоугольные импульсы с крутыми фронтами. Это позволяет использовать триггер для формирования прямоугольных импульсов из напряжения другой формы (например, из синусоидального).При двух последовательных переключениях триггера на выходе формируется один импульс, т.е. триггер можно использовать как делитель частоты переключающих сигналов с коэффициентом, равным двум.
В основе любого триггера находится кольцо из двух инверторов. ( рис.130 а, б, в)
При подаче питания в результате переходных процессов произвольно один из инверторов устанавливается в единичное состояние, а другой - в нулевое. В дальнейшем состояние логических элементов (ЛЭ) сохраняется, так как сигнал с выхода одного ЛЭ поддерживает состояние другого ЛЭ. Общепринято такую схему называть элементом памяти или защелкой.
2. Классификация.
Триггер снабжается двумя выходами: прямым Q и инверсным Q. Состояние триггера определяет логический уровень на выходе Q. Говорят, что триггер находится в состоянии логической единицы, если на выходе Q уровень напряжения, соответствующий логической единице.
Триггеры могут иметь входы различного типа:
R (от англ. RESET) – раздельный вход установки в состояние 0;
S (от англ. SET) – раздельный вход установки в состояние 1;
К – вход установки универсального триггера в состояние 0;
J – вход установки универсального триггера в состояние 1;
V - вход разрешения;
С - синхронизирующий вход;
D - информационный вход;
Т - счетный вход
и некоторые другие.
Входы J,К,Т,D всегда синхронные, т.е. тактируются по синхронизирующему сигналу на входе C. Разумеется, в каждом конкретном триггере имеются лишь некоторые из перечисленных входных линий. Входы S и R зачастую присутствуют не только в RS триггерах, но и в других типах триггеров, где предназначены, в основном, для асинхронного сброса устройства в 0 или установки в 1.Название триггера дают по имеющимся у него входам: RS-триггер, JK-триггер, D-триггер и др.
По способу записи информации триггеры подразделяются на асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах состояние на выходе изменяется сразу же после изменения сигнала на информационных входах. В синхронных триггерах для передачи сигнала с информационных входов на выходы требуется специальный синхронизирующий импульс. Синхронные триггеры подразделяются на триггеры со статическим управлением и триггеры с динамическим управлением. В триггерах с динамическим управлением передача сигнала с информационных входов на выходы осуществляется по фронту или по спаду синхронизирующего импульса.