RS-триггеры

RS-триггер – это триггер с раздельной установкой состояний логического нуля и единицы (с раздельным запуском). Он имеет два информационных входа S и R. По входу S триггер устанавливается в состояние Q = 1 ( = 0), а по входу R – в состояние Q = 0 ( = 1).

Асинхронные RS-триггеры. Они являются наиболее простыми триггерами. В качестве самостоятельного устройства применяются редко, но являются основой для построения более сложных триггеров. В зависимости от логической структуры различают RS-триггеры с прямыми и инверсными входами. Их схемы и условные обозначения приведены на рис. 69. Триггеры такого типа построены на двух логических элементах: 2 ИЛИ-НЕ – триггер с прямыми входами (рис. 69, а), 2 И-НЕ – триггер с инверсными входами (рис. 69, б). Выход каждого из логических элементов подключен к одному из входов другого элемента, что обеспечивает триггеру два устойчивых состояния.

Рис. 69. Асинхронные RS-триггеры: а – RS-триггер на логических элементах ИЛИ-НЕ и условное обозначение; б – RS-триггер на логических элементах И-НЕ и условное обозначение

Состояния триггеров под воздействием определенной комбинации входных сигналов приведены в таблицах функционирования (состояний) (табл. 3).

В таблицах обозначены уровни, которые были на выходах триггера до подачи на его входы так называемых активных уровней. Активным называют логический уровень, действующий на входе логического элемента и однозначно определяющий логический уровень выходного сигнала (независимо от логических уровней, действующих на остальных входах).

Таблица 3. Состояния триггеров

Для элементов ИЛИ-НЕ за активный уровень принимают высокий уровень – 1, а для элементов И-НЕ – низкий уровень – 0. Уровни, подача которых на один из входов не приводит к изменению логического уровня на выходе элемента, называют пассивными. Уровни обозначают логические уровни на выходах триггера после подачи информации на его входы. Для триггера с прямыми входами при подаче на вход комбинации сигналов S = l, R = 0 на выходе получим . Такой режим называют режимом записи логической единицы.

Если со входа S снять единичный сигнал, т. е. установить на входе S нулевой сигнал, то состояние триггера не изменится. Режим S = 0, R = 0 называют режимом хранения информации, так как информация на выходе остается неизменной.

При подаче входных сигналов S = 0, R = 1 произойдет переключение триггера, а на выходе будет . Такой режим называют режимом записи логического нуля (режим сброса). При S = R = 1 состояние триггера будет неопределенным, так как во время действия информационных сигналов логические уровни на выходах триггера одинаковы , а после окончания их действия триггер может равновероятно принять любое из двух устойчивых состояний. Поэтому такая комбинация S = R = 1 является запрещенной.

Для триггера с инверсными входами режим записи логической единицы реализуется при = 0, = 1,режим записи логического нуля – при =1, =0. При = =1обеспечивается хранение информации. Комбинация входных сигналов = = 0 является запрещенной.

Синхронные RS-триггеры. Триггерные ячейки – это основа делителей частоты, счетчиков и регистров. В этих устройствах записанную ранее информацию по специальному сигналу, называемому тактовым, следует передать на выход и переписать в следующую ячейку. Для осуществления такого режима в RS-триггер необходимо ввести дополнительный вход С, который может быть статическим или динамическим, т. е. получим синхронный RS-триггер.

Схема синхронного RS-триггера на логических элементах И-НЕ со статическим управлением записью (вход С – статический) и его условное обозначение приведены на рис. 70, а. Элементы DD1.1 и DD1.2 образуют схему управления, а элементы DD1.3 и DD1.4 – асинхронный RS-триггер. Иногда такой триггер называют RST-триггером (если вход С считать тактовым входом Т).

Рис. 70. Синхронные RS-триггеры: а – синхронный RS -триггер на элементах И-НЕ и условное обозначение; б – синхронный RS -триггер на элементах ИЛИ-НЕ и условное обозначение

Триггер имеет прямые статические входы, поэтому управляющим сигналом является уровень логической единицы.

Если на вход С подать сигнал логической единицы С = 1, то работа триггера аналогична работе простейшего асинхронного RS-триггера. При С = 0 входы S и R не оказывают влияние на состояние триггера. Комбинация сигналов S = R = С = 1 является запрещенной. Табл. 4 отражает состояния такого триггера.

Таблица 4. Состояния триггераТаблица 5. Состояния триггера

..

Синхронный RS-триггер, выполненный на элементах ИЛИ-НЕ, будет иметь инверсные статические входы (рис. 70, б). Его функционирование будет определяться таблицей состояний при С = 0(табл. 5). Запрещенной комбинацией входных сигналов будет комбинация S = R = С =0. Синхронный .RS-триггер с динамическим управлением записью функционирует согласно сигналам, которые были на информационных входах S и R к моменту появления перепада на входе С. Схема такого триггера, его условное обозначение даны на рис. 71.

Рис 71. Синхронный RS-триггер с динамическим управлением на логических элементах И-НЕ и условное обозначение

Элементы DD1.1...DD1.4 образуют схему управления, a DD1.5 и DD1.6 – асинхронный RS-триггер, выполняющий роль элемента памяти. У данного триггера входы S и R инверсные статические (управляющий сигнал – уровень логического нуля), вход С – прямой динамический. Новое состояние триггера устанавливается положительным перепадом напряжения (от уровня логического нуля до уровня логической единицы) на входе С в соответствии с сигналами на информационных входах S и R. Функционирование триггера при некоторых комбинациях входных сигналов можно проследить с помощью таблицы состояний (табл. 6).

Таблица 6. Состояния синхронного RS-триггера

Часто необходимо использовать триггер для деления частоты последовательности импульсов на два, т.е. производить переключение триггера в новое состояние каждым входным импульсом (фронтом или спадом). Такой триггер называют счетным или Т-триггером (триггер со счетным входом) (рис.72). Он имеет один управляющий вход Т. Триггер такого типа может быть создан на базе синхронного RS-триггера, если прямой выход Q соединить со входом R, а инверсный выход соединить со входом S.На вход синхронизации С подать входную последовательность импульсов (т.е. это будет Т-вход).

Рис. 72. Т-триггер, его обозначение и временные диаграммы