В любительской цифровой технике применяют преимущественно так называемые RS-, D- и JK-триггеры и триггер Шмидта.
RS-триггер
RS-триггер - это простейший элемент для хранения информации. Один триггер может хранить 1 разряд двоичного числа или по другому один бит информации. Вообще, что касается понятия "Триггер", так это устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний..
Простейший RS-триггер. Как видите, триггер состоит из двух элементов «И-НЕ». В цифровой технике RS-триггер применяется так часто, что для него появилось специальное схемное обозначение, как для отдельного элемента.
Как видите, триггер состоит из двух элементов «И-НЕ». В цифровой технике RS-триггер применяется так часто, что для него появилось специальное схемное обозначение, как для отдельного элемента (рис 2). Как видно из вышеприведенных рисунков, RS-триггер имеет два входа и два выхода. Вход S (Set) служит для установки триггера в единичное состояние, или по другому для записи в триггер сигнала логической единицы. Вход R (Reset) служит для сброса триггера в нулевое состояние или по другому для записи в триггер сигнала логического нуля. Именно из двух букв - имен двух его входов и получил свое название RS-триггер. Триггер имеет так же два выхода. Выход Q -это так называемый прямой выход триггера. На нем всегда присутствует сигнал, соответствующий записанной в триггер информации. Если в триггере записана логическая единица, то на выходе Q присутствует сигнал логической единицы. Если в триггере ноль, то и на выходе Q ноль. Выход Q - это инверсный выход. Служит для вспомогательных целей (что бы лишний раз не инвертировать сигнал). На этом выходе всегда присутствует сигнал, инверсный по отношению к записанной в триггер информации. То есть, когда триггер в единичном состоянии, на выходе Q логический ноль, а когда триггер в нулевом состоянии, на выходе Q сигнал логической единицы.Рассмотрим, как работает RS-триггер. Для корректной работы триггера на оба входа (вход R и вход S) должны быть поданы сигналы логической единицы. В процессе работы либо на вход R либо на вход S подается сигнал логического нуля. Одновременная подаяа нулевого сигнала на оба входа не корректна. При использовании триггера разработчик должен позаботиться, что бы такой ситуации по возможности никогда не было (почему станет ясно дальше). После включения питания триггер может находиться в одном из двух устойчивых состояний. Либо на выходе Q логическая единица, а на Q логический 0, либо, наоборот – на Q лог. 0, а на Q лог. 1. Считаетсмя, что одно из этих состояний устанавливается случайным образом. На практике все зависит от быстродействия конкретных логических элементов.
Рассмотрим подробнее одно из таких устойчивых состояний. Допустим на выходе Q логический ноль. Тогда на одном из входов нижнего по схеме элемента будет лог. 0, а на втором лог. 1. Как мы знаем из соответствующей главы, на выходе элемента И-НЕ при этом установился сигнал логической единицы. Этот выход, как мы видим, одновременно является инверсным выходом триггера Q. Эта единица поступает на нижний вход верхнего пол схеме элемента. При этом логическая единица установятся на обоих входах этого элемента. Поэтому, на выходе верхнего по схеме элемента (а значит и на прямом выходе триггера Q) в соответствии с логикой "И-НЕ" появится логический ноль. Но, если вы посмотрите в начало данного абзаца, то увидите, что именно с этого мы начали рассмотрение данного состояния. То есть сигналы поддерживают друг друга и весь триггер находится в устойчивом состоянии. Это состояние не изменяется, если не изменяются сигналы на входах R или S. Легко видеть, что второе состояние (когда на Q – лог. 1, а на Q – лог. 0) точно так же устойчиво, как и первое.
Для перевода триггера из одного состояния в другое, нужно кратковременно подать на один из входов сигнал лог. 0. Допустим, триггер находится в положении, когда на выходе Q лог. 1. Представим, что на вход R подается лог. 0. При этом на входах нижнего, по схеме, элемента вместо двух логических единиц, появятся два разных сигнала. На верхнем входе пока останется лог. 1, а на нижнем будет лог. 0. В следующий момент, в соответствии с логикой работы элемента «И-НЕ» на его выходе сигнал сменится с лог. 0 на лог. 1. Эта единица поступит на нижний вход верхнего, по схеме, логического элемента. Теперь на обоих входах верхнего элемента сигналы лог. 1, а значит, на его выходе тут же появится лог .0. Он поступит на верхний вход нижнего, по схеме, элемента. Теперь, даже после перехода сигнала на входе R обратно, в состояние лог. 1, на выходе нижнего, по схеме, элемента останется лог. 1. Триггер перешел в другое устойчивое состояние. Перевести его обратно можно, подав такой же отрицательный импульс на вход S.
Работа RS-триггера характеризуется следующей таблицей состояний:
| Rn | Sn | Qn+1 | Qn+1 |
| 0 | 0 | Qn | Qn |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | неопределенное состояние |
Кроме того существует вариант RS-триггер, т.е. входы срабитывают по лог. 0.
Его таблица состояний:
| Rn | Sn | Qn+1 | Qn+1 |
| 1 | 1 | Qn | Qn |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | неопределенное состояние |
В описанных триггерах изменение состояния происходит сразу после изменения состояния на входах R и S. Поэтому такие триггеры называются асинхронными.
Если схему асинхронного триггера немного дополнить, то получим вот такое:
Синхронный RS-триггер на логических элементах И-НЕВ таком триггере вводится дополнительный вход С, называемый тактовым или синхронизирующим. Изменение состояний триггера происходит при подаче сигналов лог. 1 на входы R и S и последующим воздействием на вход С тактового (синхронизирующего) импульса. Если на тактовый вход импульс не воздействует, то состояние триггера не изменится. Другими словами, изменение состояния триггера происходит под действием синхроимпульса, поэтому такие триггеры называются синхронными.
Такой триггер – простейшее устройство, для хранения одного бита цифровой информации. Один бит – это один двоичный разряд или величина, которая может принимать только два значения (Да и Нет). Состояние бита мы всегда можем видеть на выходе Q. Если триггер хранит единицу, то на выходе Q единица. Если ноль, то на этом выходе ноль. Отсюда становится понятным название входов триггера. S – вход установки триггера в единичное состояние (от английского слова Set – установить). R – вход сброса триггера в нулевое состояние (от слова Reset – сброс). Набрав достаточное количество таких триггеров, можно хранить любое двоичное число.
Правда, RS-триггеры редко используются для хранения двоичных чисел. Для этого существуют другие, более сложные триггеры. Об некоторых из них я расскажу ниже. Однако RS-триггеры тоже находят применение в микропроцессорных устройствах. Чаще всего они применяются в качестве антидребезгового устройства.
В цифровой и микропроцессорной технике часто применяются различные кнопки и контакты. При их помощи на микропроцессорное устройство подаются различные команды. У любого механического контакта есть неприятная особенность.
Он никогда не замыкается и не размыкается сразу. В момент замыкания, когда два контакта еще только, только коснулись друг друга, и еще не плотно прижаты, происходит множественное появление и пропадание цепи. В результате на вход микропроцессорного устройства поступает пачка импульсов. Цифровые и микропроцессорные схемы обладают настолько большим быстродействием, что для них такая пачка импульсов выглядит, как несколько нажатий клавиши. Если бы не применялись антидребезговые устройства, то мы никогда бы не смогли набрать текст на клавиатуре компьютера. При нажатии на каждую клавишу выскакивала бы не одна, а бы несколько одинаковых букв. Ну в клавиатуре компьютера в качестве антидребезгового устройства используются несколько другие принципы (программные).Источники:
http://www.diagram.com.ua
http://www.mirmk.net
http://dfe3300.karelia.ru
Комментариев нет:
Отправить комментарий