Структура і класифікація статичних тригерів

Тригери класифікуються за різними ознаками: способом запису інформації, логічною структурою, типом функціонування, елементною базою.

f₁ А Q

х₁ СК БК

х _n f₂ А Q

C₁… C_m

Мал.12.1. Узагальнена схема тригера.

Загальна структура статичних тригерів показана на мал.12.1, де у якості вихідного запам’ятовуючого елементу (ЗЕ) використовується бістабільна комірка (БК). Перемикання БК здійснюється сигналами f₁ та f₂, що надходять з виходів схеми керування. Логічні значення сигналів f₁, f₂ залежать від комбінації сигналів на зовнішніх керуючих входах Х = (x₁, x₂, …, x_n) тригера і від стану БК, що визначається значенням сигналу Q, надходячим з виходу БК через коло зворотнього зв’язку (штрихові лінії на мал.12.1).

Якщо використовуються два взаємоінверсних виходи БК (Q та Q), кажуть, що тригер має парафазний вихід. При застосуванні тільки одного виходу Q тригер називають тригером з однофазним виходом.

Стан тригера визначається значенням вихідного сигналу Q. Якщо зміна Q, тобто перемикання тригера, відбувається тільки при надходженні синхронізуючого сигналу (синхроімпульсу) на спеціальний вхід синхронізації С = (C₁, C₂, …, C_m) (clock – час), то тригер називається синхронним. Тригери можуть синхронізуватися рівнем або фронтом синхроімпульсів. При синхронізації рівнем тригер може змінювати свій стан впродовж тривалості синхроімпульсу згідно з керуючими сигналами Х декілька разів. Впродовж паузи між синхроімпульсами стан тригера не змінюється при будь-яких значеннях керуючих сигналів. Тригери, що синхронізуються фронтом, можуть змінювати свій стан тільки при надходженні синхроімпульсу, тобто тільки впродовж зміни рівня сигналу на синхровході. У асинхронному тригері синхровхід відсутній, і тригер може перемикатися у будь-який час згідно із значеннями керуючих сигналів Х.

Залежно від комбінації керуючих сигналів Х, викликаючих зміну стану виділяють декілька функціональних типів тригера. Тип тригера визначається його характеристичним рівнянням або таблицею станів, які вказують значення вихідного сигналу Q^t+1 у наступний момент часу t+1 залежно від значень керуючих сигналів Х і вихідного сигналу Q^t у поточний момент часу t. Найчастіше застосовуються тригери RS-, JK-, T-, D-типів і деякі їх різновиди. Буквами R, S, J, K, T, D прийнято позначати керуючі входи Х тригерів відповідних типів.

RS-тригер (табл.12.1 - таблиця станів) має два керуючих входи S та R, за допомогою яких виконуються функції установлення тригера у одиничний стан (одиницю, Q = 1) при S = 1, R = 0, і скидання тригера у нуль (Q = 0) при S = 0, R = 1. При S = R = 0 тригер працює у режимі зберігання інформації, тобто не змінює поточного стану. Комбінація S = R = 1 вважається забороненою, і у схемах з тригерами такого типу не повинна виникати.

Таблиця 12.1  

R^t	S^t	Q^t+1
		Q^t
		*

Побудувавши карту Карно для функції Q^t+1 з урахуванням байдужих наборів, можна отримати характеристичне рівняння RS-тригера: Q^t+1 = S RQ^t. RS-тригери можуть бути асинхронними (схемне позначення на мал.12.2,а) і синхронними. Синхронні можуть бути синхронізовані рівнем (мал.12.2,б) і фронтом. Останні можуть синхронізуватися зростаючим фронтом (мал.12.2,в) і спадаючим (мал.12.2,г).

R TT C S  

R T S C  

R T   S  

R TT C S  

R Q R Q R Q R Q

S C C

Q Q Q Q

S C S S

а б в г

Мал.12.2. Тригери: асинхронний (а), синхронізований рівнем (б), синхронізований зростаючим фронтом (в), синхронізований спадаючим фронтом (г).

Наочне уявлення про роботу будь-якої схеми, і зокрема тригера, дають часові діаграми, які показують зміни станів виходів при послідовному надходженні різних комбінацій керуючих сигналів і синхронізуючого. Приклади часових діаграм наведені на мал.12.3.

Таблиця 12.2

J^t	K^t	Q^t+1
		Q^t
1		Q^t

Робота JK-тригера визначається наведеною таблицею станів (табл.12.2). Цей тригер відрізняється від RS-тригера тим, що при вхідній комбінації J = K = 1 стан змінюється на протилежний. Характеристичне рівняння має вигляд

Q^t+1 = JQ^t KQ^t. JK-тригери можуть бути асинхронні (мал.12.4,а), синхронні керовані рівнем (мал.12.4,б) і фронтом (мал.12.4,в).

Т-тригер (мал.12.4,г) часто називають лічильним тригером. З його таблиці станів (табл.12.3) прямує, що при надходженні сигналу Т = 1 стан змінюється на протилежний, а при Т = 0 поточний стан зберігається. Характеристичне рівняння Т-тригера має вигляд Q^t+1 = ТQ^t ТQ^t.

S t S

R t R

Q t C

Q t Q

Q

а б

S t S t

R t R t

С t C t

Q t Q t

Q Q t

t

в г

Мал.12.3. Часові діаграми тригерів: асинхронного (а), синхронізованого рівнем (б), синхронізованого зростаючим фронтом (в) і спадаючим (г).

З табл.12.2 прямує, що при J = K = 1 стан JK-тригера, що синхронізується фронтом, буде змінюватися на протилежний при надходженні кожного синхроімпульсу. Отже, в цьому випадку JK-тригер працює як Т-тригер при подавання сигналу Т на вхід синхронізації С.

D-тригер має таблицю станів (табл.12.4), з якої прямує, що характеристичне рівння цього тригеру має вигляд Q^t+1 = D^t. D-тригери бувають тільки синхронні і виконують функцію затримки інформації, що надходить на керуючий вхід D, на один такт (період синхросигналів).

J TT C K  

J T K C  

J T   K  

T  

J Q J Q J Q Q

K C T

Q Q K Q Q

K C

а б в г

Мал.12.4. Тригери: асинхронний JK-тригер (а), синхронізований рівнем JK-тригер(б), синхронізований зростаючим фронтом JK-тригер (в), асинхронний Т-тригер (г).

Таблиця 12.3  

Т^t	Q^t+1
	Q^t
	Q^t

Таблиця 12.4

D^t	Q^t+1

Як прямує з опису функціонування тригерів, стан Q^t+1 визначається значеннями керуючих і синхронізуючого сигналів, а також станом Q^t. Тому можна казати, що тригер начебто “пам’ятає” свій попередній стан. Оскільки попередній стан залежав від раніше надійшовшої комбінації вхідних сигналів, можна говорити, що стан тригера визначається послідовністю сигналів, надійшовшою на вхід. У зв’язку з зазначеним вище тригери відносять до класу вузлів послідовносного типу.

Дата добавления: 2014-01-13