1.2. Асинхронный rs-триггер

Триггеры – как элементарные автоматы, содержат собственно элемент памяти (фиксатор) и схему управления.

Триггеры могут быть построены на транзисторах или логических элементах разных видов (рисунок 12.3).

Рисунок 12.3 – Схемы фиксаторов на элементах

ИЛИ-НЕ и И-НЕ с входами управления

Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом "накрест", так что выход одного соединен с входом другого. Такое соединение дает цепь с двумя устойчивыми состояниями. Действительно, если на выходе инвертора 1 имеется логический нуль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует. То же согласование сигналов имеет место и для второго состояния, когда инвертор 1 находится в единице, а инвертор 2 – в нуле. Любое из двух состояний может существовать неограниченно долго.

Таким образом, состояние и выходной сигнал триггера кодируют цифрами 1 и 0 и обозначают одной и той же двоичной переменной . Кроме выходного сигнала триггер обычно имеет и инверсный выходной сигнал . Возможны, пять типов перехода триггера в новое состояние:

1. – триггер не меняет своего состояния (режим хранения информации;

2. – установка в нуль;

3. – установка в единицу;

4. – триггер устанавливается в противоположное состояние;

5. – неопределенное состояние при котором обычно наступает логическое противоречие .

Рассмотрим простейшую функциональную схему асинхронного RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ (рисунок 12.4 а).

Рисунок 12.4 – Асинхронный RS-триггер в базисе ИЛИ-НЕ:

а – функциональная схема; б – УГО

Здесь (от англ. Reset – сброс) – вход сброса триггера в состояние логического нуля, (от англ. Set – устанавливать) – вход установки триггера в логическую единицу, – прямой выход триггера (состояние считается для триггера единичным, а противоположное, при – нулевым), – инверсный выход триггера.

Очевидно, при наличии двух входных сигналов, возможны 4 варианта работы схемы (таблица 12.1). Начнем анализ с состояний, когда на один из входов подается решающий для элемента ИЛИ-НЕ сигнал логической 1.

Таблица 12.1 – Таблица истинности RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ

Таблица 12.1. Таблица истинности RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ
Управляющие сигналы		Состояние выходов		Режим работы
0	0			Хранение ранее записанной информации
0	1	0	1	Сброс триггера
1	0	1	0	Установка триггера
1	1	0	0	Неустойчивое состояние

Первая такая комбинация (рисунок 12.5 а): , . Сигнал является для логического элемента ИЛИ-НЕ решающим сигналом, который переключит нижний элемент схемы в логический , поэтому . Комбинация и переключит верхний элемент ИЛИ-НЕ в 1: . Таким образом, происходит установка триггера – его переключение в единичное состояние.

Вторая комбинация (рисунок 12.5 б): , . Решающий для ИЛИ-НЕ сигнал переключит выход в нулевое состояние, а сочетание и обеспечит переключение инверсного выхода в состояние . Триггер сброшен – то есть пришел в устойчивое нулевое состояние.

Рисунок 12.5 – Асинхронный RS-триггер в базисе ИЛИ-НЕ:

а – установка триггера; б – сброс триггера

Если на оба входа подать (рисунок 12.6), то состояние триггера будет определяться значениями и , поскольку логический 0 не является решающим для элемента ИЛИ-НЕ. Допустим, ранее триггер был установлен: то есть и . Тогда решающий сигнал будет через положительную обратную связь подан на нижний элемент ИЛИ-НЕ и состояние будет подтверждено. На входы верхнего элемента ИЛИ-НЕ будет подано сочетание сигналов и , поэтому состояние прямого выхода триггера будет подтверждено. Если же триггер был сброшен, то есть было и , тогда решающий сигнал будет через положительную обратную связь подан на верхний элемент ИЛИ-НЕ и состояние будет подтверждено. На входы нижнего элемента ИЛИ-НЕ будет подано сочетание сигналов и . Таким образом, триггер хранит ранее записанную информацию.

Рисунок 12.6 – Хранение информации

в асинхронном RS-триггер в базисе ИЛИ-НЕ

Рассмотрим последнюю, четвертую комбинацию входных сигналов (рисунок 12.7): , .

Рисунок 12.7 – Запрещенный набор R=S=1 в