8.3. Асинхронный rs-триггер с прямыми входами
Асинхронный
RS-триггер
с прямыми входами
имеет два информационных входа R
и S,
используемые для установки соответственно
1 и 0, а так же два выхода: прямой Q
и инверсный
.
RS-триггер
построен на двух логических элементах
ИЛИ-НЕ, соединенных в контур (рис.
8.3.1.а.).
Рис. 8.3.1. Структурная схема и обозначение RS-триггера.
Графическое изображение RS-триггера приведено на рис. 8.3.1б. Закон функционирования может быть описан табл. 8.2.
Таблица 8.2. Закон функционирования асинхронного RS-триггера
-
St
Rt
Qt
Qt+1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
-
1
1
1
-
Как следует из таблицы, при комбинации сигналов St=1, Rt=0 триггер переходит в состояние 1 (Qt+1=1) независимо от предыдущего состояния Qt. При наборе сигналов St=0, Rt=1 триггер устанавливается в состояние0 (Qt+1=0). Комбинация сигналов St=1, Rt=1 является запрещенной, так как она приводит к нарушению работы триггера и неопределенности его состояния.
В RS-триггерах с прямыми входами управляющим воздействием обладают единичные уровни сигналов. Сигналы, которые приводят к переключению элемента, называются активными. Для элементов ИЛИ-НЕ, используемых для построения RS-триггера, активным сигналом является уровень 1.
Таблица состояний триггера в момент t+1 может быть задана с помощью карт Карно (рис. 8.3.2.), которые являются аналогом диаграмм Вейча. Используя карту Карно можно построить минимальную булеву функцию для описания функционирования RS-триггера:
Рис. 8.3.2. Карта Карно асинхронного для RS-триггера.
Из полученного выражения видно, что RS-триггер устанавливается в состояние 1 при воздействии входного уровня St=1 либо остается в состоянии 1, если Rt=0 и триггер был в состоянии Qt=1
8.4. Синхронный rs–триггер со статическим управлением
Синхронный RS–триггер со статическим управлением отличается от асинхронного наличием C-входа, на который поступают синхронизирующие (тактовые) сигналы. Синхронный триггер состоит из асинхронного RS-триггера и комбинационного цифрового устройства (рис. 8.4.1.).
Рис. 8.4.1. Структурная схема синхронного RS-триггера
Как видно из рис. 8.4.1, синхронный триггер построен из элементов И-НЕ. Схема 1 представляет собой КЦУ с тремя входами S, C, R и двумя выходами. Схема 1 состоит их двух логических схем И-НЕ. Схема 2 представляет собой асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ. При С=0 входные логические элементы схемы КЦУ блокированы. Их входы принимают значения 1 и не зависят от входных сигналов R и S.
Для асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ набор из единичных сигналов является нейтральным. Триггер будет сохранять свое состояние. При С=1 входные логические элементы схемы КЦУ открыты для передачи информации сигналов R и S на входы асинхронного RS-триггера. Следовательно, синхронный триггер при наличии разрешающего сигнала будет работать по правилам для асинхронного триггера. Закон функционирования асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ может быть задан табл. 8.4.
Таблица 8.4. Закон функционирования асинхронного RS-триггера
-
Ct
St
Rt
Qt
Qt+1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
-
1
1
1
1
-
Карта Карно, описывающая работу синхронного RS-триггера на элементах И-НЕ, представлена на рис. 8.4.2.
Рис. 8.4.2. Карта Карно синхронного RS-триггера
Используя карту Карно, можно получить минимальную булеву функцию для описания работы синхронного RS-триггера:
Легко увидеть, что синхронный RS-триггер принимает состояние 1, если на входы С и S поступают уровни 1, или сохраняет единичное состояние Qt при отсутствии единичных сигналов на входе С или R.
Условное графическое изображение синхронного RS-триггера на элементах И-НЕ приведено на рис. 8.4.2. Синхронные RS-триггеры строятся и на логических элементах ИЛИ-НЕ, а так же на их сочетаниях.
Рис. 8.4.2. Обозначение синхронного RS-триггера
Общее время установления состояния триггера равно сумме задержек передачи сигнала через цепочку из трех логических элементов с задержкой tЗ в каждом:
.
При этом длительность сигнала tС на входе С должна превышать время переключения tТ:
.
Длительность паузы tП между двумя сигналами на входе С должна быть достаточной для переключения входных элементов в КЦУ (схема 1 на рис. 8.4.1.).
.
Следовательно,
минимальный период повторения
синхронизирующих сигналов на входе С
равен
,
а наибольшая частота
.