Триггер типа RS

Тема № 2. Триггеры.

Теоретические положения:

Триггер - простейшая цифровая схема последовательностного типа. У рассмотренных в предыдущих разделах комбинационных схем состояние выхода Y в любой момент времени определяется только текущим состоянием входа X:

Y = F(X).

В отличие от них, состояние выхода последовательностной схемы (цифрового автомата) зависит еще и от внутреннего состояния схемы Q:

Y = F(X,Q).

Другими словами, цифровой автомат является не только преобразователем, но и хранителем предшествующей и источником текущей информации (состояния). Это свойство обеспечивается наличием в схемах обратных связей.

Основой последовательностных схем являются триггеры. Триггер имеет два устойчивых состояния: Q=1 и Q=0, поэтому его иногда называют бистабильной схемой. В каком из этих состояний окажется триггер, зависит от сигналов на входах триггера и от его предыдущего состояния, т.е. он имеет память. Можно сказать, что триггер является элементарной ячейкой памяти.

Тип триггера определяется алгоритмом его работы. В зависимости от алгоритма работы, триггер может иметь установочные, информационные и управляющие входы. Установочные входы устанавливают состояние триггера независимо от состояния других входов. Входы управления разрешают запись данных, подающихся на информационные входы. Наиболее распространенными являются триггеры RS, JK, D и Т-типов.

RS-триггер - простейший автомат с памятью, который может находиться в двух состояниях. Триггер имеет два установочных входа: установки S (set - установка) и сброса R (reset - сброс), на которые подаются входные сигналы от внешних источников. При подаче на вход установки активного логического уровня триггер устанавливается в 1 Q=1, =0), при подаче активного уровня на вход сброса триггер устанавливается в 0 (Q=0, =1). Если подать на оба входа установки (возбуждения) пассивный уровень, то триггер будет сохранять предыдущее состояние выходов: Q=0 ( =1) либо Q=l ( =0). Каждое состояние устойчиво и поддерживается за счет действия обратных связей.

Для триггеров этого типа является недопустимой одновременная подача активного уровня на оба входа установки, т. к. триггер по определению не может одновременно быть установлен в ноль и единицу. На практике подача активного уровня на установочные входы приводит к тому, что это состояние не может быть сохранено и невозможно определить, в каком состоянии будет находиться триггер при последующей подаче на установочные входы сигналов пассивного уровня.

Рис.1 Рис.2

На рис.1 и 2 показаны два вида RS-триггеров, выполненных на элементах ИЛИ-НЕ и И-НЕ.

Для схемы на рис. 1 активным уровнем является уровень логической единицы, для схемы на рис. 2 - уровень логического нуля. Схема на рис. 2 получила название RS-триггера с инверсными входами - RS-триггер. RS -триггер является основным узлом для построения последовательностных схем. Название схем такого типа «последовательностные» означает, что состояние выхода зависит от того, в какой последовательности на входы подаются входные наборы и каково было предшествующее внутреннее состояние. Так, если в RS-триггере (рис. 1) вначале установить комбинацию R=0, S=l (сокращенная запись - 01), а потом перейти к R=0, S=0 (00), то состояние выхода Q=l. Если же вначале установить комбинацию 10, а потом перейти к 00, то состояние выхода будет другим - Q=0, несмотря на одинаковые комбинации сигналов на входах. Таким образом, при одном и том же входном наборе 00 выход триггера может находиться в разных состояниях. Условия переходов триггеров из одного состояния в другое (алгоритм работы) можно описать табличным, аналитическим или графическим способами. Табличное описание работы RS-триггера (рис. 1) представлено в таблице 1 (таблица переходов) и таблице 2 (таблица функций возбуждения).

Таблица 1 Таблица 2

R	S	Qt+1		Qt	Qt+1	R	S
		Qt			X
		-				X

В таблицах использованы следующие обозначения:

Q_t - предшествующее состояние выхода;

Q_t+1 - новое состояние, устанавливающееся после перехода (возможно Q_t+1=Q_t);

х - безразличное значение сигнала: любое- 0 или 1;

- - неопределенное состояние.

Аналитическое описание (характеристическое уравнение) можно получить из таблиц 1, 2 по правилам алгебры логики:

.

Зависимость Q_t+1 от Q_t, характеризует свойство запоминания предшествующего состояния. Описание работы RS-триггера можно дополнить графом рис. 3 (графический способ).

Рис.3а Рис.3б

График на рис. 3а показывает, что схема, которая находилась в состоянии Q=0, сохраняет это состояние как при воздействии входного набора R=0, S-0, так и при воздействии R=l, S=0. Если же на вход схемы, находящейся в состоянии Q=0, подействовать набором R=0, S=l, то она переходит в состояние Q=l и сохраняет его при входных наборах R=0, S=l, либо R=0, S=0. На puc.3б тот же граф триггера нарисован более компактно. Входные сигналы, которые могут принимать любые значения
(как 0, так и 1), обозначены как X, а позиция обозначения соответствует последовательности R, S.

Дата добавления: 2015-05-09