Асинхронный RS - триггер

ТРИГГЕРЫ

Простейшим средством реализации памяти является триггер.

Рис.11.1.

Память

Устройство

S₁, …, S_k

Триггером называется устройство способное формировать два устойчивых значения выходного сигнала и скачкообразно менять эти значения под действием внешнего управляющего сигнала.

Триггеры относятся к последовательностным логическим устройствам и являются простейшими цифровыми микросхемами (ЦС), имеющими внутреннюю память. Выходные сигналы триггеров зависят от всей последовательности входных сигналов в прошлом и настоящем. Другими словами, они обладают памятью. Именно поэтому их применение позволяет синтезировать сложные интеллектуальные цифровые устройства. Следует подчеркнуть, что триггеры помнят свое состояние до тех пор. Пока на них подано напряжение питания, т.е. относятся к оперативной памяти. Достоинством триггеров является очень малые времена задержки прохождения сигнала, т.е. большое быстродействие, а недостатком – малый объем памяти: один триггер хранит один бит памяти.

Простейшим триггером является RS - триггер. RS - триггер имеет два входа и два выхода. Входы и выходы триггера имеют свои обозначения. Один из входов триггера называется установочным входом и обозначается буквой S (от английского set - установить), а другой - входом сброса и обозначается буквой R( от reset - сбросить). Триггер (рис. 3.2) имеет два симметричных выхода. На одном выходе (условно называемом прямым выходом) сигнал представляется без отрицания (выход Q), а на другом - с отрицанием (`Q - инверсный выход).

По способу подачи переключающих сигналов (в зависимости от комбинации входных сигналов) различают RS, MS, D, JK, T - триггеры.

Важным методом, используемым для описания функционирования RS- триггера, является метод таблиц состояний (таблиц переходов). Таблица состояний (рис. 11.2) RS-триггера в сокращенной форме содержит два входных сигнала (сигналы R и S) и один выходной сигнал Q (функция). Хотя триггеры имеют два выхода - один прямой Q, а другой - инверсный `Q, в описании триггера и в таблице состояний указывают лишь состояние прямого выхода Q.

Из таблицы состояний триггера видно, что при подаче на вход R уровня лог. «1» триггер принимает состояние логического «0», а при подаче управляющего сигнала «1» на вход S - состояние «1». Следует отметить также, что если до подачи управляющего сигнала, например, на вход R, триггер находился в состоянии логического «0», его состояние не изменится и после подачи сигнала «1» на вход R. Если на обоих входах триггера имеются уровни логического «0»- это состояние соответствует режиму хранения и триггер сохраняет предыдущее состояние. В таблице это состояние обозначено условно Q⁰. При подаче на входы R и S одновременно уровня «1» триггер будет находиться в неопределенном (или неправильном) состоянии, поэтому такое сочетание сигналов R и S называется запрещенной комбинацией управляющих сигналов и в таблице состояний обозначается буквой a.

Сокращенная таблица состояний триггера отражает лишь динамику изменения состояния триггера и не учитывает свойство триггера запоминать единицу информации. Полная таблица состояний триггера должна учитывать влияние (на процесс управления) значения предыдущего состояния триггера Q⁰. Причем Q⁰ представляется как входная переменная. Полная таблица состояний RS -триггера приведена на рис. 11.3.

Рис.11.2

Таблицу состояний строят так же, как и таблицу истинности.

Анализ таблицы показывает, что только в ситуациях, описываемых строками 4 и 5, происходит изменение состояния триггера.

Рис.11.3

Доопределяем единицей неопределенные значения и карта Карно для функции Q_n+1 примет вид:

R Qn
S
		1
	1

_

Получим ФАЛ для функции Q_n+1: Q_n+1 = RQ_n + S

Преобразуем в базис И-НЕ.

Q_n+1 = RQ_n * S