триггеры

рассматриваются основные типы и классификация триггеров, описывается принцип их работы и применение ...

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………….3
1 Классификация триггеров…………………………………………………4
2 Базовые понятия……………………………………………………………9
3 Основные типы триггеров………………………………………….……11
3.1 RS триггеры…………………………………………………………..11
3.2 D-триггеры……………………………………………………………12
3.3 Т-триггеры……………………………………………………………13
3.4 JK-триггеры…………………………………………………………..14
Список литературы…………………………………………………………16

Триггер или триггерная система – это определенный класс электронных устройств, способных длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний, при необходимости чередуя их при внешних воздействующих сигналах. Каждому выходному напряжению соответствует определенное состояние триггера. По характеру действия данные устройства относятся к классу импульсных; активными элементами, работающими в ключевом режиме, являются, как правило, транзисторы или лампы, смена состояний происходит кратковременно.
Как функциональное устройство, триггер, обладает отличительной особенностью – запоминание двоичной информации, а также способностью останавливаться в определенном состоянии после прекращения действия напряжения управления. Триггер «запоминает» один разряд числа, записанного в двоичном коде (одно состояние – «1», а другое «0»).

Синхронный – триггер, реагирующий на входные сигналы только при наличии сигнала на определенном входе, который называется входом синхронизации (также данный вход обозначают термином – «такт»). В свою очередь синхронные триггеры делятся на: триггеры со статическим и динамическим управлением на входе синхронизации. Рисунок 1.4 – Классификация триггеров по способу ввода информацииПри статическом управлении воспринимаются сигналы при подаче либо логической «1», либо «0» - при инверсном входе. В случае динамического управления воспринимаются сигналы при изменении (перепаде) от «0» к «1» (прямой вход), либо наоборот (инверсный вход). Одноступенчатые триггеры (lath), состоящие, как видно из названия, из одной ступени, представляют собой схему управления и элемент памяти и по способу управления,как привило, – статические; с динамическим управлением применяются лишь в качестве первой ступени многоступенчатых триггеров.В свою очередь двухступенчатые триггеры (flip-flop) бывают как со статическим, так и с динамическим управлением. В соответствии с логикой работы триггера, при одном сигнале синхронизации, информация записывается в первую ступень, при другом – на вторую ступень.Существуют триггеры со сложной логикой, в которых присутствуют как синхронные сигналы, так и асинхронные (рисунок 1.5).Рисунок 1.5 – Триггер со сложной логикойТриггерные схемы также можно классифицировать по следующим признакам:- по числу целочисленных устойчивых состояний [3];- по числу уровней [4];- по способу реакции на помехи;- по составу логических элементов (на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др.).2 БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯВсе разновидности триггеров, приведенные в п.1, представляют собой элементарный автомат, состоящий из двух элементов: элемента памяти (ЭП) и комбинационной схемы или логики (КС). Данная структура показана на рисунке 2.1.Рисунок 2.1 – Структура триггеров в виде ЭП и КСКаждая вершина в графе триггера соединена с другими вершинами в обе стороны, т.е. двухсторонние. Граф двоичного триггера – две точки, которые соединены с отрезком прямой линии, троичного – треугольник и т.д. При N=1 граф триггера вырождается в одну точку, что соответствует унарной единице или унарному нолю (простейшие ПЗУ). Устойчивые состояния имеют на графе триггера дополнительную петлю, обозначающую, что при снятии сигналов управления триггер остаётся в установленном состоянии.Состояние триггера определяется сигналами на прямом и инверсном выходах. При положительном кодировании (позитивная логика) высокий уровень напряжения на прямом выходе отображает значение логической «1», а низкий уровень - значение логический «0». При отрицательном кодировании (негативная логика) – наоборот. Изменение состояния, т.е. переключение или запись триггера, обеспечивается сигналами обратной связи, поступающими с выходов триггера на входы схемы управления (комбинационной схемы или входной логики). Внешние сигналы принято обозначать латинскими буквами: R, S, T, C, D, V и др. Отдельные схемы управления могут отсутствовать в простейших схемах триггеров. Входы триггеров: информационные (R, S, T и др.) и управляющие (С, V). Информационные входы предназначены для приема сигналов запоминаемой информации. Управляющие входы - для управления записью информации. Как было сказано ранее, в триггерах может быть два вида управляющих сигналов:- синхронизирующий или «тактовый» сигнал С; - разрешающий сигнал V, поступающий на V-вход.На V-входы триггера поступают сигналы, которые разрешают (V=1) или запрещают (V=0) запись информации. В синхронных триггерах с V-входом запись информации возможна при совпадении сигналов на информационном С и V-входах.Работа триггеров описывается с помощью таблицы переключений. Выходное состояние триггера обычно обозначают буквой Q. Индекс возле буквы означает состояние до подачи сигнала (t) либо (t-1) или после подачи сигнала (t+1) или (t). В триггерах с двухфазным выходом имеется второй (инверсный) выход, который обозначают как Q/Q или Q'.Кроме табличного определения работы триггера существует формульное задание функции триггера в секвенциальной логике. Например, функцию RS-триггера представляет формула: v. (2.1)Запись SR-триггера выглядит так: . v. (2.2) 3 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТРИГГЕРОВ3.1. RS триггеры:RS-триггер [5, 6] - триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.При подаче единицы на вход S выходное состояние становится равным логической единице, а при подаче единицы на вход R – наоборот. Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы не определено и зависит от реализации, например в триггере на элементах «или-не» оба выхода переходят в состояние логического «0», которое является неустойчивым и переходит в одно из устойчивых состояний при снятии управляющего сигнала с одного из входов (рисунок 3.1).RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами, отдельно управляемыми посредством стробов, разнесённых во времени. Также RS-триггеры часто используются для исключения так называемого явления дребезга контактов.а) б) с) д) е) ж)Рисунок 3.1 – Асинхронный RS-триггер: а) условное графическое обозначение; б) логическая схема на элементах 2И-НЕ; в) граф переходов; г) карта Карно; е) логическая схема на элементах 2ИЛИ-НЕ; ж) схема устранения дребезга контактовСхема синхронного RS-триггера совпадает со схемой одноступенчатого парафазного (двухфазного) D-триггера, но не наоборот, так как в парафазном (двухфазном) D-триггере не используются комбинации S=0, R=0 и S=1, R=1.Алгоритм функционирования синхронного RS-триггера (рисунок 3.