Лекция №2. ТРИГГЕРНЫЕ СХЕМЫ
1. Основные понятия
Наряду с комбинационными устройствами существуют элементы с памятью. Простейшими из них являются триггеры.
Триггер — это логический элемент, который может находиться в одном из двух устойчивых состояний: 0 или 1.
Переход в каждое последующее состояние обычно зависит не только от текущих значений входных сигналов, но и от предыдущего состояния триггера. Информация о предыдущем состоянии, поступающая с выходов триггера, вместе с внешними сигналами управляет его работой. Поэтому триггеры являются устройствами с обратными логическими связями.
Логическая функция, устанавливающая зависимость состояния, в которое переходит триггер из текущего состояния при воздействии заданных сигналов управления, называется функцией переходов триггера. Функции переходов задаются логическими формулами или в виде таблиц.
В зависимости от логики работы триггеры подразделяются на следующие основные виды RS, D, T и JK.
В зависимости от способа записи информации триггеры подразделяются на асинхронные и синхронные. Асинхронные триггеры переходят в новое состояние сразу после подачи управляющих сигналов, а синхронные требуют для этого еще подачи синхронизирующего сигнала на вход синхронизации С.
2 Асинхронный RS-триггер
Асинхронный RS-триггер служит основным элементом памяти в составе триггеров любых типов. Он может строиться как на элементах И-НЕ, так и ИЛИ-НЕ. Оба способа и их условные графические обозначения представлены и на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1- Реализации асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ и их условные графические обозначения.
RS-триггер имеет два входа: установочный S (от английского Set: установка) и вход сброса R (от английского Reset: сброс).
Выходные сигналы Q и 
, определяют состояние триггера.
Если Q = 0, то триггер в нулевом состоянии, если Q = 1, то в единичном.
На рисунке 3.2 содержатся таблицы переходов, отражающие порядок функционирования RS-триггера на элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ соответственно.
| 
| Qn | Qn+1 | Режим работы |
| х | Запрещенный | |||
| х | Запрещенный | |||
| Установка | ||||
| Установка | ||||
| Сброс | ||||
| Сброс | ||||
| Хранение | ||||
| Хранение | ||||
| S | R | Q | Qn+1 | Режим работы |
| Хранение | ||||
| Хранение | ||||
| Сброс | ||||
| Сброс | ||||
| Установка | ||||
| Установка | ||||
| х | Запрещенный | |||
| х | Запрещенный |
Рисунок 3.2-Таблицы переходов RS-триггера на элементах И-НЕ (слева) и ИЛИ-НЕ
В таблицах приняты следующие обозначения: Qn – исходное состояние, Qn+1 – новое состояние триггера, х – неопределенное состояние.
Триггер на элементах ИЛИ-НЕ управляется единичными сигналами, поступающими на один из его входов. При подаче единичного сигнала на вход R триггер устанавливается в нулевое состояние (Qn+1 = 0 — режим «сброса»), а при поступлении такого же сигнала на вход S - в единичное состояние (Qn+1 = 1).
Подача единичных сигналов одновременно на оба входа запрещена, т.к. состояние Qn+1, в которое переходит триггер, не определено – на выходах Q и устанавливаются нулевые логические значения сигналов. R• S = 1 является запрещенной комбинацией.
При поступлении на оба входа триггера сигналов нулевого логического уровня его состояние остается неизменным (Qn+1= Qn).
Триггер на элементах И-НЕ управляется нулевыми сигналами, что отражено на его условном обозначении в виде инвертирующих входов. Запрещенным состоянием является такое, при котором на оба его входа подаются нулевые логические сигналы.
3 Синхронные триггеры
3.1 RS-триггер
Важнейшую роль в цифровых устройствах играют триггеры с синхронизирующими (тактовыми) и информационными (программирующими) входами. Условное графическое изображение и функциональная схема синхронного RS-триггера представлены на рисунке 3.3
Рисунок 3.3- УГО и функциональная схема синхронного RS-триггера
Изменение состояния триггера возможно лишь при наличии единичного сигнала на синхронизирующем входе С. При нулевом значении сигнала C информация на управляющих входах R и S не воспринимается, и триггер сохраняет свое предыдущее состояние для любых значений сигналов на управляющих входах R и S. Запрещенной комбинацией является R• S •С = 1.
Кроме синхронных RS-триггеров, применяются еще три вида триггеров: D-,Т-, и JK- типов.
3.2 D-триггер
Условное графическое обозначение и функциональная схема D-триггера показаны на рисунке 3.4
Рисунок 3.4-Условное графическое обозначение и функциональная схема D-триггера
Логика работы D-триггера: после окончания очередного синхронизирующего импульса триггер принимает состояние сигнала на его информационном входе D. Поэтому D-триггер называют триггером задержки (от английского Delay – задержка).