Изучение принципа работы триггеров

Цель работы – исследовать в лабораторных условиях работу триггеров. Изучить классификацию и параметры триггеров, принципы построения асинхронных и синхронных RS -триггеров на логических элементах, функциональное назначение различных типов триггеров.

Основные теоретические сведения

Триггеры – это простейшие представители цифровых устройств последовательностного типа т.е. устройств или автоматов, обладающих памятью. Последовательностные устройства характеризуются определенным числом внутренних состояний. В каждый конкретный момент времени оно может находиться только в одном из возможных состояний. Переход устройства из одного состояния в другое осуществляется под действием внешних управляющих сигналов. Однако значение выходного сигнала нельзя определить только по состоянию входных сигналов, поскольку оно зависит не только от входной информации, но и от предыдущего состояния устройства.

Триггером называется устройство способное находиться в одном из двух устойчивых состояний и скачкообразно переходить из одного в другое под действием внешних управляющих сигналов. Данные состояния триггера определяются как состояние 0 и состояние 1. Триггер может находиться в любом из состояний неограниченный промежуток времени, до поступления внешнего воздействия или отключения питания.

Простейший триггер представляет собой одноразрядную ячейку памяти. В общем случае он снабжается определенной входной комбинационной схемой. Триггер снабжается двумя выходами: прямым Q и инверсным. Состояние сигналов на данных выходах может быть только противофазным. Говоря о состоянии триггера подразумевают значение выходного сигнала на выходе Q. При наличии уровня лог. 1 на прямом выходе Q говорят, что: «триггер находится в состоянии 1», либо: «триггер установлен», либо «триггер взведен». При наличии же на данном выходе лог. 0 оперируют понятиями: «триггер находится в состоянии 0», либо: «триггер сброшен».

Существующие типы триггеров могут быть классифицированы по различным признакам. Наиболее часто триггеры классифицируют по типу используемых информационных входов. Различают следующие типы основных информационных входов триггера:

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

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

К – вход сброса универсального триггера (Q = 0);

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

Т – счетный вход триггера;

D – информационный вход переключения триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе;

С – управляющий или синхронизирующий вход.

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

С точки зрения типа используемых входов различают RS -, D -, T -, JK -, VD -, VT - триггеры.

D- триггер состоит из ячейки памяти ЯП и логического устройства ЛУ на двух ячейках И-НЕ. D- триггер имеет один информационный вход (D -вход) и вход для синхронизирующего импульса. С = 1 – запись; С = 0 – хранение. Он может быть получен из синхронного RS -триггера (рис. 5.2).

Временные диаграммы работы D -триггера представлены на рис. 5.3. Приход тактового импульса при наличии 1 на входе D переключает триггер в состояние 1.

Приход тактового импульса при нуле на входе D переключает триггер в состояние 0.

В связи с такой особенностью, его называют триггером задержки, т.е. он переписывает состояние на входе D на выход с задержкой до прихода тактового импульса.

Рисунок 5.1. Схематическое обозначение D -триггера

Рисунок 5.2. Реализация D -триггера на основе синхронного RS -триггера

Рисунок 5.3 Временные диаграммы работы D -триггера