3.2.1 Тригери

Тригером називається багатотактна логічна схема із зворотними зв’язкам, яка має релейну характеристику керування і може знаходитись в одному з двох усталених станів, забезпечуваних цими зв’язками. Стан тригера визначається змінною Q, яка може дорівнювати одиниці або нулю. Вихідна змінна тригера . Звичайно, тригер забезпечує можливість отримувати на виході поряд із значенням його інверсію .

За способом запису інформації тригери поділяються на несинхронізовані (асинхронні) та синхронізовані (синхронні). За способом здійснення логічних зв’язків вони розподіляються на тригери з окремим встановленням 0 та 1 ( - тригери), тригери з лічильним входом (Т - тригери), універсальні тригери з окремим встановленням 0 та 1 ( - тригери), тригери, що приймають інформацію на один вхід ( - тригери), комбіновані тригери ( тригери), тригери із складною вхідною логікою на ін. За видом реакції на керуючі сигнали розрізняють тригери із статичним керуванням, які перемикаються під дією рівнів потенціалів на входах, та тригери з динамічними входами, які реагують на передній або задній фронт керуючих сигналів (зміну сигналів з 0 на 1 або з 1 на 0).

Функціональні схеми та умовні зображення тригерів із статичним керуванням показано на рис. 3.2.1

Асинхронний - тригер з прямими входами (рис. 3.2.1,а) має входи і та виходи і . Якщо на вхід подати сигнал 1, то тригер набуває стану і залишається в цьому стані після знімання сигналу із входу . При подачі сигналу 1 на вхід тригер набуває стану 0. Якщо на обох входах і сигнал дорівнює 0, то стан тригера не змінюється. Об’єднувати входи S і R та подавати на них однаковий (1 чи 0) вхідний сигнал заборонено, бо після знімання сигналу 1 стан тригера стає невизначеним (він може встановитись або в 1 або в 0).

- тригер може мати й інверсні входи (рис. 3.2.1,б), для встановлення такого тригера в стан 1 треба подати сигнал 0 на вхід . Якщо на обох входах сигнал 1, то тригер зберігає свій стан (не перемикається). Об’єднувати входи і заборонено, бо після знімання сигналу 0 тригер набуває невизначеного стану.

Синхронний - тригер (рис. 3.2.1,в) відрізняється від асинхронного наявністю додаткового входу, який позначається літерою і називається входом синхронізації. Зміна стану тригера можлива тільки при подачі сигналу 1 на вхід синхронізації, що випливає з його логічної структури.

Синхронний - тригер (рис. 3.2.1,г) має один інформаційний вхід і вхід синхронізації . При відсутності синхронізуючого сигналу стан - тригера не змінюється, бо на входи і - тригера через схеми подаються сигнали 0. При подачі синхронізуючого сигналу у тригері записується інформація, яка до цього була на вході . Якщо, наприклад, сигнал на вході дорівнював 1, то при подачі сигналу через схему І надходить сигнал 1 на вхід тригера і тригер набуває стану 1; якщо ж на вході сигнал дорівнював 0, то сигнал 1 через схему І з інверсним входом надійде на вхід і тригер встановлюється в стан 0.

- тригер називається також тригером затримки, тому що інформація, яка надходить на вхід , не відразу записується в тригері, а затримується до моменту подачі синхронізуючого (тактового) імпульсу.

- тригер (рис. 3.2.1,д) відрізняється наявністю додаткового керуючого входу . Перемикання тригера можливе тільки при наявності сигналу 1 на вході . Сигнал 0 на цьому вході забороняючий.

Рис. 3.2.1

Схеми і умовні зображення тригерів з динамічними входами показані на рис. 3.2.2

У -тригері з двоступінчастим запам’ятовуванням інформації (рис. 3.2.2,а) при подачі сигналу у першому тригері запам’ятовується інформація, що визначається сигналами на його входах і . В другий тригер інформація не передається, бо на вході цього тригера сигнал дорівнює 0. При зміні сигналу з 1 на 0 інформація в першому тригері зберігається і передається в другий, бо сигнал на його вході синхронізації стає рівним одиниці. Вхід С тригера є інверсним динамічним, бо тригер реагує на задній фронт прямокутного імпульсу на вході синхронізації.

Аналогічно працює - тригер з інверсним динамічним входом (рис. 3.2.2,б). Тут також при подачі сигналу інформація запам’ятовується в першому тригері і тільки при зміні сигналу на вході з 1 на 0 передається в другий.

Функціональну схему та умовне зображення - тригера з прямим динамічним входом показано на рис. 3.2.2,в. Інформація із входу записується переднім фронтом імпульсу на вході синхронізації С .

Синхронний - тригер з інверсним динамічним входом синхронізації (рис. 3.2.2,г) має два інформаційних входи і та вхід синхронізації . Тригер змінює свій стан під дією заднього фронту синхронізуючого імпульсу залежно від попереднього стану інформаційних входів. Якщо на вході сигнал 1, а на вході 0, то тригер переходить у стан 1, при , - у стан 0, при стан тригера не змінюється, а при тригер перемикається (змінює стан на протилежний) кожним синхронізуючим імпульсом.

- тригер з інверсним динамічним входом перемикається заднім фронтом кожного імпульсу, який надходить на лічильний вхід .

- тригер з прямим динамічним входом - переднім фронтом. Принцип дії - тригерів з прямими та інверсними динамічними входами пояснюється схемами й діаграмами імпульсів (рис. 3.2.3).

Рис. 3.2.2

Рис. 3.2.3

У режимі - тригерів можуть працювати і - тригери. Схеми і діаграми імпульсів, що пояснюють роботу -тригерів у режимі - тригерів, показано на рис. 3.2.4.

Рис. 3.2.4

-тригер універсальний, тому що на його основі можна побудувати тригери інших типів. Якщо входи і об’єднати та подати на них сигнал 1, то одержимо - тригер, в якому роль лічильного входу відіграє вхід синхронізації (рис. 3.2.5,а). Якщо такий самий сигнал подавати на вхід безпосередньо, а на вхід через інвертор, то матимемо - тригер (рис. 3.2.5,б). На базі - тригера із вхідною логікою можна отримати - тригер (рис. 3.2.5,в).

Тригери, що випускаються промисловістю, відрізняються від розглянутих типових. Вони, як правило, мають незалежні входи для попереднього встановлення тригера в 0 або 1, часто є комбінованими, тобто поєднують властивості кількох видів тригерів, можуть мати вхідну логіку.

Рис. 3.2.5

Лекція 21. Призначення, особливості та схеми лічильників, дільників частоти, регістрів.

Завдання на СРС. Вивчення схем лічильників, дільників частоти, регістрів.

Література: 1, с.139-160; 2, с.106-114.

Питання для самоконтролю:

1. Призначення, принцип роботи, різновиди лічильників і дільників частоти.

2. Призначення, принцип роботи, різновиди регістрів.