Понятие триггерной схемы. Простейшие бистабильные ячейки. Каноническое представление триггерной схемы.

Триггер (триггерная система) — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.

Отличительной особенностью триггера как функционального устройства является свойство запоминания двоичной информации. Под памятью триггера подразумевают способность оставаться в одном из двух состояний и после прекращения действия переключающего сигнала. Приняв одно из состояний за «1», а другое за «0», можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.

Простейшие бистабильные ячейки строятся на основе двух элементов И-НЕ (рис. а) либо ИЛИ-НЕ (рис. в).

Это асинхрнные RS-триггеры с инверсным и прямым управлением соответственно. Принятые обозначения: S – вход установки, R – вход сброса, Q – прямой вход, неQ – инверсный. Значение сигнала на выходе Q отвечает состоянию триггера. Выходные сигналы Q и неQ по цепям обратной связи подаются на входы элементов и трактуются как переменные и как функции. Значения как переменных обозначают строки таблиц, значение же сигналов как функций проставляются в клетках таблиц. Полное состояние триггера, определяемое вектором S,R,Q,неQ, устойчиво если содержимое клетки совпадает с кодом строки. Такое состояние выделяется в таблице скобками.

Ячейка находится в устойчивом полном состоянии. При изменении входных сигналов (неS, неR или S,R) в схеме возникает переходной процесс, переводящий её в новое устойчивое полной состояние. Каждая из таблиц содержит по 5 полных устойчивых состояний. Но если исключить случай SR = 11 (неSR = 00), то это не противоречит бистабильности ячейки, т.к. её внутреннее состояние определятся вектором <Q неQ> : Q неQ = 10 – состояние 1, 01 – состояние 0. Случай SR = 00 и неSR = 11 отвечает режиму хранения. Наличие положительной обратной связи позволяет рассматривать бистабильную ячейку как бесконечную цепочку элементов. Одновременная активация обоих информационных входов RS-триггера недопустима из-за логической непредсказуемости ее последующего состоянияв режиме хранения.

Для триггерной схемы допускаются следующие режимы работы: установка нулевого состояния, установка единичного состояния, изменение состояния, сохранение состояния. Каждому режиму отвечает действие определенной последовательности входных наборов. Переключение триггера может произойти только при поступлении импульса на управляющий вход. При этом комбинация х₁х₂ = 01отвечает установке 0, 10- установке единицы, 11- изменению состояния на противоположное. Действие любой входной последовательности завершается переходом к режиму хранения.

на схеме БЯ – бистабильняа ячейка, УС – управляющая схема, ОС – цепи обратной связи. Бистабильная ячейка необходима для реализации режима хранения. Управляющая схема необходима для выработки сигналов возбуждения S,R (неS, неR) в соответствии с логикой формирования триггера. Цеп обратной связи необходимы для реализации режима изменения состояния.