Какое состояние триггера хранит информацию
Перейти к содержимому

Какое состояние триггера хранит информацию

  • автор:

14 Лекция. Триггеры. Цифровые устройства. Логистические устройства.

Особенностью последовательных логических устройств является зависимость выходного сигнала не только от действующих в настоящий момент на входе логических переменных, но и от тех значений переменных, которые действовали на входе в предыдущие моменты времени. Для выполнения этого условия значения переменных должны быть запомнены логическим устройством. Функцию запоминания значений логических переменных в цифровых схемах выполняют так называемые триггерные элементы.

Триггером называется устройство, способное формировать два устойчивых значения выходного сигнала и скачкообразно изменять эти значения под действием внешнего управляющего сигнала. Это свойство позволяет применять триггер в качестве элемента памяти в различных системах управления.

Основой триггеров является бистабильная ячейка. Такая ячейка, которая имеет только два устойчивых состояния: либо 0, либо 1. Она образуется перекрёстным объединением инвертирующих логических элементов.

Г оворят, что триггер установлен в «единичное состояние» когда на его выходе появляется напряжение высокого уровня (ещё говорят взведён). В противном случае триггер считается сброшенным и на его выходе сигнал 0.

1 триггер хранит 1 бит информации.

По моменту реакции на входной сигнал триггеры разделяют на асинхронные и синхронные.

1) Асинхронный триггер изменяет своё состояние непосредственно в момент изменения сигнала на его информационных входах

2) Синхронный триггер изменяет своё состояние лишь в определённые моменты времени, соответствующие действию активного сигнала на его входе синхронизации и не реагирует на любые изменения информационных сигналов при пассивном значении на входе С.

По типу используемых информационных входов различают RS-, D-, T-, JK-триггеры.

R (Reset) – раздельный вход сброса триггера (Q=0);

S (Set) – раздельный вход установки триггера (Q=1);

K (Kill) – вход сброса универсального триггера (Q=0);

J (Jump) – вход установки универсального триггера (Q=1);

T (Toggle или Timer) – счётный вход счётного триггера;

D (Delay или Data/Digital) – информационный вход переключения триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе;

С (Clock) – вход управления или синхронизации. Необходим для синхронизации с какими-то внешними сигналами, или для совместной работы устройств в системе с автоматическим управлением.

Кроме этих основных входов некоторые триггеры могут иметь вход V. Вход V блокирует работу триггера, и он сколь угодно долго может сохранять ранее записанную в него информацию.

По виду активного логического сигнала, действующего на информационных входах, триггеры различают на статические, управляемые уровнем, и динамические – управляемы перепадом входного сигнала. При этом сами входы могут быть прямыми и инверсными.

Асинхронный RS-триггер с прямыми входами.

R вход установки триггера в состояние логического 0. Вход S – это вход установки триггера в состояние логической 1.

Асинхронным – называется, потому что меняет своё состояние в момент подачи входного сигнала на входы S и R. Активным сигналом для этой схемы является логическая 1.

Асинхронный RS-триггер с инверсными входами.

R вход установки триггера в состояние логического 0. Вход S – это вход установки триггера в состояние логической 1.

Активным сигналом для этой схемы является логический 0.

Синхронный RS-триггер

Триггер является синхронным, так как у него помимо информационных входов S и R, существует управляющий вход C (CLK).

Триггер будет менять своё состояние только при логической 1 на входе С. Активным сигналом для этой схемы является логическая 1.

Триггера используется для систем управления.

Двухступенчатый RS-триггер (MS (Master/Slave)-триггер)

Изменение состояния выхода ведущего триггера будет происходить в момент появления положительного импульса синхронизации, и эти изменения будут переданы на входы ведомого триггера. Однако никакие изменения на выходе ведомого триггера не будут происходить до тех пор, пока не появится положительный сигнал инвертированного импульса синхронизации, то есть задний фронт исходного синхроимпульса. Отличие от предыдущей таблицы в том, что изменение состояния ведущего триггера будет происходить в момент появления положительного импульса синхронизации (по перепаду).

D-триггер (одноступенчатый).

Это устройство с двумя устойчивыми состояниями, и одним информационным входом (триггер-защёлка). Не имеет запрещённой ситуации. Бывает только синхронный.

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

Триггеры

Триггер– это устройство последовательностного типа с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенного для записи и хранения информации.

Основные свойства триггеров:

  1. Способность длительно оставаться в одном из двух возможный устойчивых состояний и скачком чередовать их под воздействием выходных сигналов.
  2. способность запоминать информацию – т.е. оставаться в заданном состоянии и после прекращения действия переключающего сигнала. Если принять одно из состояний Тг за “1”, а другой за “0” можно считать, что Тг хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.
  1. асинхронные;
  2. синхронизируемые (тактируемые).

Асинхронный rs – триггер

В зависимости от логической структуры различают RS– триггеры с прямыми и инверсными входами. Триггеры такого типа построены на 2 логических элементах: ИЛИ – НЕ — триггер с прямыми входами (рис. 1). И – НЕ — триггер с инверсными входами (рис. 2). Выход каждого из элементов подключен к одному из входов другого элемента, т. е. Элементы охвачены перекрестной положительной обратной связью. RS– триггер обладает двумя устойчивыми состояниями за счет связи выхода каждого элемента с одним из входов другого. Рассмотрим таблицы истинности каждого из триггеров. Обозначим – уровни, которые были на входах Тг до подачи на его входы так называемых активных уровней. Активными называют логический уровень, действующий на входе логического элемента и однозначно определяющий логический уровень выходного сигнала (независимо от логических уровней, действующих на основных входах). Для элементов ИЛИ – НЕ – активный уровень “1”. Для элементов И – НЕ – активный уровень “0”. Уровни , подача которых на один из входов не приводит к изменению логического уровня на выходе элемента называютпассивными. Уровни иобозначают логические уровни на выходах триггера после подачи информации на их входы. RS – триггер

S R
0 1 0 1 0 1
1 0 0 1 1 0
0 0 0 1 0 1
1 1 0 1 н/о н/о
0 1 1 0 0 1
1 0 1 0 1 0
0 0 1 0 1 0
1 1 1 0 н/о н/о

– триггер

0 1 0 1 1 0
1 0 0 1 0 1
0 0 0 1 н/о н/о
1 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0
1 0 1 0 0 1
0 0 1 0 н/о н/о
1 1 1 0 1 0

Для RS– триггера Режим S= 1;R= 0 – режим записи 1. Режим S= 0;R= 0 – режим хранения. Режим S= 0;R= 1 – запрещающий режим. Для – триггера Режим = 0;= 1 – режим записи. Режим = 1;= 1 – режим хранения. Режим = 0;= 0 – запрещающий режим. При R=S= 1 (== 0) состояние триггера будет неопределенным, так как во время действия информационных сигналов логические уровни на выходах триггера одинаковы (== 0), а после окончания их действия триггер может равномерно принять любое из устойчивых состояний. Поэтому такая комбинация является запрещенной.RS– триггеры самостоятельно практически не используются в следствие низкой помехоустойчивости. Временная диаграмма действия RS– триггера Таблица истинности RS– триггера (минимизированная форма)

Такт t Такт t+ 1
0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 н/о

Как самостоятельные изделия асинхронные RS– триггеры находят применение в роли ключей, компилятора, распределителей и т. п., формирователей импульсов от механических контактов. Примером RS– триггера промышленного производства является ИС 561ТР2. В одном корпусе ИС содержатся четыре независимых одинаковых триггера. Характерная особенность— наличие третьего состояния при котором выходы триггеров отключаются от выходов в микросхему. Логическая структура Условное изображение одного триггера микросхемы Выходной инвертор служит буфером между T2 и последовательным каскадом. V– общий разрешающий вход (управляет всеми четырьмя ключами). ПриV= “1” ключи проводят информацию, а приV= “0” информация на выходах отсутствует. Таблица истинности

V
0 0 1
0 1 1 0
1 x 1 1
x x 0 z

В некоторых сериях RS– триггеры как самостоятельные изделия отсутствуют. Такие триггеры легко собрат из обычных логических элементов. Кроме того в более сложных триггерах имеются побочные входы SaиRa, обладающие приоритетом, позволяющие в любой момент времени установить Тг в “1” или “0” независимо от состояния других входов.

Триггеры

Триггер – это простейший цифровой автомат, который представляет собой элементарную ячейку памяти и может хранить один бит информации. Может находиться в одном из двух состояний – 0 или 1. Реализуется на базисных элементах (И-НЕ, ИЛИ-НЕ). Эффект запоминания возникает благодаря наличию обратных связей между элементами. Триггеры могут использоваться как самостоятельно в составе других устройств, так и образовывать более сложные устройства (например, счетчики).

Классификация

  1. По логическому функционированию: RS, D, T, JK (основные типы);
  2. По способу записи информации:
    1. Асинхронные:

Запись информации осуществляется в момент подачи сигнала на информационные входы.

    1. Синхронные:

Сигнал синхронизации – это последовательность дискретных импульсов стабильной частоты.

      1. Со статическим управлением (стробируемые):

Воспринимает информационные сигналы во время действия активного уровня на входе C, т.е. пока C=1, происходит постоянная перезапись информации, а когда C=0, происходит фиксация состояния триггера.

      1. С динамическим управлением (тактируемые) (фронтовые триггеры):

Воспринимает информационные сигналы в моменты переключений синхроимпульса (0  1 или 1  0), т.е. в моменты прихода переднего или заднего фронта сигнала. Запись возможна только в присутствии разрешающего сигнала C (Clock), т.е. сигнала синхронизации. Вход C называется прямым динамическим, если переключение триггера происходит в момент прихода переднего фронта, инверсным динамическим – если переключение происходит в момент прихода заднего фронта. Для цифровых автоматов синхронизация очень важна, поскольку позволяет согласовывать во времени процессы чтения и записи, происходящие в разных частях схемы, реализуя, таким образом, алгоритм работы устройства.

  1. По количеству ступеней:
    1. Одноступенчатые:

Для запоминания используется только одна ступень. Возникают проблемы при записи и считывании информации в пределах одного такта. Что считано: старая информация или новая?

    1. Двухступенчатые:

Состоят из двух одноступенчатых, работающих в противофазе. Работают в 2 раза медленнее, но решают проблему одноступенчатых триггеров: когда вторая ступень еще хранит старую информацию, первая уже может принимать новую. Поскольку реальные времена срабатывания элементов зависят от незначительных отклонений в процессе их изготовления, то при включении питания триггер непредсказуемо принимает одно из двух состояний. Это приводит к необходимости выполнять первоначальную установку триггера в требуемое исходное состояние. Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ Хранение Схема 3 Сброс Схема 4 Хранение Схема 5 Запрещенная комбинация (идеальный случай) Схема 6 Запрещенная комбинация (в реальности) Схема 7 Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ При рассмотрении всех нижеследующих триггеров за основу возьмем реализацию на элементах И-НЕ. Синхронный статический RS-триггер Синхронный двухступенчатый статический RS-триггер с асинхронными входами D-триггер Триггер-задержка – хранит предыдущее состояние до прихода очередного синхроимпульса. T-триггер Триггер-счетчик – с приходом очередного счетного импульса меняет свое состояние на противоположное. Таблица истинности для синхронного T-триггера: Схема 14 Счетчики Счетчик – это цифровой автомат, реализованный на триггерах. Подсчитывает некое количество импульсов. Счет хранится в двоичном коде. Параметры счетчика:

  • Модуль счета – максимальное количество единичных импульсов, которое может быть сосчитано счетчиком. Счетчик обнуляется, когда приходит -ый импульс.
  • Шаг счета – приращение значения счетчика при приходе очередного импульса.
  • Направление счета – в сторону увеличения или уменьшения значений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *