Триггер – устройство, имеющее два устойчивых состояния Существует много разновидностей триггеров Их можно собрать на транзисторах, такой триггер будет очень похож на мультивибратор Триггер можно выполнить на базовых элементах цифровых микросхем Но мы рассмотрим одну разновидность, которую называют D-триггером (триггером-защёлкой) Когда на входе триггера происходит событие, переводящее его в другое состояние, он запоминает это состояние, пока вновь не происходит событие, меняющее это состояние Рис 133 Опыт с микросхемой 7474 (К155ТМ2) На первом рисунке триггер после включения имеет высокий уровень на выходе НЕ-Q (горит светодиод D2) После того, как мы нажимаем и отпускаем кнопку, единица появляется на выходе Q, зажигается светодиод D1 Впрочем, я, наверное, несколько поторопился с D-триггером Есть более простая конструкция триггера, которая называется RS-триггер Её можно собрать на базовых логических элементах Рис 134 RS-триггер на основе микросхемы 7400 Переключая кнопку SET-RESET, мы устанавливаем выходы в высокое состояние поочерёдно Если бы переключатель имел нейтральное положение, то состояние выходов не менялось бы при переходе в нейтральное положение переключателя Этого можно было бы добиться, заменив переключатель двумя обычными нажимными кнопками, но программа не работает, если ни одна из кнопок не нажата Это справедливо, поскольку логическое состояние в этом случае не определено Кстати, два активных уровня на входах Set и Reset (откуда и RS-триггер) для микросхем серии К155 запрещены Впрочем, у обычных кнопок есть режим переключения (Toggle), который можно увидеть во всплывающем меню, щёлкнув по ним правой кнопкой мышки И можно показать не только переход конструкции из одного состояния в другое, но и то, что новое состояние сохраняется Рис 135 Переключение и запоминание состояния В этой схеме триггера на базовых элементах 2И-НЕ используются перекрёстные обратные связи На первом рисунке у верхнего элемента на первом входе ноль, на выходе единица Нижний элемент имеет две единицы на входе и ноль на выходе Когда верхняя кнопка выключается (второй рисунок), а нижняя включается, ситуация меняется на обратную И состояние сохраняется при том, что обе кнопки выключены Если выход верхнего элемента мы будем считать прямым, а выход второго инверсным, то кнопка, устанавливающая выход верхнего элемента в состояние единицы, будет кнопкой SET (установки) Другая кнопка будет кнопкой сброса (RESET) прямого выхода Точнее, входы, к которым подключены кнопки, будут входами SET и RESET Но нас интересуют не кнопки Мы провели эксперименты, которые показали: RS-триггер можно выполнить на базовых элементах триггер запоминает состояние Вернёмся к D-триггеру Он тоже имеет входы S (установки) и R (сброса) Проверим, так ли они работают, как в нашем эксперименте Рис 136 Работа входов S и R D-триггера К назначению входов S и R D-триггера мы вернёмся позже, а сейчас отметим, что по этим входам триггер работает, как RS-триггер Кружки у входов R и S означают, что активный уровень сигнала низкий Иногда это отмечают чёрточкой сверху обозначения вывода, как это сделано у инверсного выхода D-триггера Пассивное состояние входов достигнуто за счёт того, что входы подключены через резисторы к плюсу питания Мы убедились, что триггер запоминает состояния Убедимся, что триггер, точнее, несколько триггеров, объединённых вместе, могут «считать» события Из выводов D-триггера мы не рассмотрели назначение входов D (он, скорее всего, дал название триггеру) и CLK Проведём эксперимент, который поможет понять назначение этих входов Рис 137 Проверка назначения входов D и CLK При указанном на рисунке положении переключателя SW1 на входе D уровень логической «1» Нажав и опустив кнопку CLOCK, мы перепишем единицу на прямой выход Q Переключим SW1 в другое положение, уровень логического «0», и вновь нажмём и отпустим кнопку CLOCK На прямом выходе Q появится ноль (на инверсном выходе появится единица) Вход D служит для установки данных, которые будут переписываться на выход импульсом на входе CLK Перепись может осуществляться как передним фронтом импульса, так и задним То, каким фронтом осуществляется перепись, обозначено на схеме треугольником Если угол направлен внутрь прямоугольника, то перепись передним фронтом (переходом из нуля в единицу), иначе – задним Если нажимать и отпускать кнопку CLOCK без спешки, то это можно заметить В данный момент для продолжения рассказа интерес представляет введение обратной связи в схему Рис 138 D-триггер с обратной связью Нажимая и отпуская кнопку CLOCK, можно наблюдать, как меняется состояние прямого выхода (и инверсного тоже) Что мы сделали Соединили инверсный выход с входом данных То есть, каждый импульс записи (по входу CLK) будет переписывать меняющееся значение инверсного выхода на прямой выход И пока это ещё не вызывает особого интереса Но, добавим ещё один триггер Рис 139 Исходное состояние эксперимента с двумя D-триггерами Предположим, что два инверсных выхода триггеров – это два разряда числа (двоичного), левый младший, правый старший Будем нажимать кнопку CLOCK Рис 1310 Состояние триггеров после первого нажатия кнопки Рис 1311 Состояние триггеров после второго нажатия кнопки Рис 1312 Состояние триггеров после третьего нажатия кнопки Этого достаточно для рисунков, но вы можете продолжить эксперимент Итак, чем этот эксперимент интересен Запишем, согласно нашей договорённости, числа, получаемые в эксперименте: 11, 00, 01, 10 Или в десятичном виде: 3, 0, 1, 2 Последние три числа показывают, что триггеры умеют считать события на входе CLK Кроме того, становится яснее назначение входов сброса и установки: мы могли воспользоваться ими, чтобы счёт начинался с нуля и продолжался до трёх Но, и это главное, цифровые устройства могут считать (хотя бы события по входу CLK) Действительно в любой серии цифровых микросхем есть счётчики Мы могли бы взять прямые выходы и иначе выбрать разряды, то есть, могли получить обратный отсчёт И такая возможность у микросхем счётчиков есть Это ещё не арифметика, но уже счёт Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012 nauchebe.net Триггер представляет собой устройство, состоящее из ячейки памяти с логическими схемами управления. Схемы управления преобразуют входную информацию в комбинацию сигналов, под воздействием которых триггер принимает одно из двух устойчивых состояний, в каждом из которых он может находится сколь угодно долго, пока не произойдет смена информации на его входах. Более подробно триггеры описаны в [ 8 ]. x1 x2 x3 x4 Y x1 х2 x3 x4 Y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 Рис. 4. Условное изображение элемента И-ИЛИ-НЕ и его таблица истинности x0 x1 х2 х3 Y x0 x1 x2 x3 Y 0 0 0 0 у„ 1 0 , 0 У5 1 0 0 0 У, 0 1 1 0 Y8 0 1 0 0 Y, 1 1 1 0 Y7 1 1 0 0 У, 0 0 0 1 Y8 0 0 0 У, 1 0 0 I У9 x9 x10 x11. Y 0 0 0 x1 1 0 0 x2 0 1 0 x3 1 1 0 x4 0 0 1 x5 1 0 1 x6 0 1 1 x7 1 1 1 x6 Рис. 6. Условное изображение, цоколевка и таблица истинности мультиплексера типа К134КП10 X1 x2 Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Рис. 7. Схема устройства сравнения кодов двух чисел и его таблица истинности Выход Примечание R S Q Q 0 0 1 1 Запрещенное 1 0 1 0 состояние 0 1 0 1 1 1 – – Предыдущее состояние Рис. 8. Логическая структура (д), условное изображение (б) и таблица состояний (в) асинхронного RS–триггера на элементах И-НЕ Рис. 9. Принципиальная схема RS-триггера, часто применяемого в телевизионных играх, и временная диаграмма его работы RS-триггер. Асинхронный RS-тркггер выполнен на двух элементах И-НЕ, замкнутых в кольцо. Логическая структура триггера и его условное обозначение показаны на рис. 8. Два устойчивых состояния обеспечиваются в результате связи выхода каждого элемента с одним из входов другого. Свободные входы служат для управления триггером и называются информационными. Вход 5 – это вход установки триггера в состояние логической единицы, а вход R-вход установки триггера в состояние логического нуля. Входы инверсные, т. е. для изменения состояния триггера на один из входов подается напряжение низкого уровня. Выходов у RS — триггера также два: прямой (единичный) Q и инверсный (нулевой) Q. Таблица состояний ЯЗ-трштера приведена на рис. 8, в. Следует отметить, что наличие напряжений низкого уровня на обоих входах триггера данного типа является запрещенной комбинацией, так как состояние триггера для этого случая после снятия сигналов будет неопределенным. В телевизионных играх часто используется разновидность триггера, выполненного на микросхемах D1 (К136ЛАЗ) и D2 (К136ЛН1) (рис. 9). Триггер устанавливается в состояние единицы в момент совпадения сигналов xt, хгна элементе DLL В исходное состояние триггер возвращается импульсом, сформированным по срезу входного отрицательного импульса Х3. С прямого входа RS-триггера снимается положительный импульс требуемой длительности. D-триггер. Характерная особенность D-триггера — наличие лишь одного информационного входа D. Сигнал на выходе триггера в текущем такте повторяет значение сигнала на входе D в предыдущем и сохраняет его до следующего такта. Другими словами, D-триггер задерживает на один такт информацию на входе D. Условное обозначение комбинированного D-триггера типа Kl36TM2 приведено на рис. 10. Триггер данного типа помимо входа D имеет динамический тактовый вход С (вход синхронизации). Запись с входа D в таком триггере производится по фронту импульса синхронизации. Входы 5 и R – входы асинхронной установки D-триггера -находятся соответственно в состоянии единица и нуль. Управление по входам S и R ничем не отличается от аналогичного управления в асинхронном Я5-триггере. В телевизионных игровых приставках D-григгер используется исключительно в счетном режиме. Счетный режим обеспечивается в результате соединения О-входа с инверсным выходом триггера. При этом каждый импульс на входе синхронизации будет вызывать изменение состояния триггера, поскольку сигнал на входе D будет всегда противоположен сигналу на единичном выходе. Схема включения Д-трштера в счетном режиме и временная диаграмма работы приведены на рис. 11. Счетный триггер является счетчиком с коэффициентом пересчета 2 или, что то же самое, делителем частоты на 2. JК-триггер. JK-триггер является универсальным. Условное обозначение комбинированного JK-триггера на микросхеме типа К136ТВ1 приведено на рис. 12. Входы S к R – асинхронные установочные, подобные установочным входам в D-триггере (см. рис. 10). При наличии сигнала на входе синхронизации (вход C) входы J, объединенные по схеме И, играют роль»входа S, а входы К, также объединенные по схеме И, – входа R. Запись по входам J и К производится по срезу импульса синхронизации. Комбинация сигналов J-K-1 изменяет состояние триггера, а выходные сигналы меняют свое значение независимо от состояния выходов в предыдущий момент времени. Рис. 10. Условное изображение комбинированного D-тригтера и временная диаграмма его работы Рис. 11. Схема соединения D-триггера для работы в счетном режиме и его временная диаграмма Рис. 12. Условное изображение и временная диагртмма работы комбинированного J АГ-триггера Рис. 13. Условное изображение двоичного четырехразрядного счетчика и временная диаграмма его работы nauchebe.net D-триггер получил название от английского слова «delay» - задержка, которая реализуется подачей сигналов на вход синхронизации. В раннее рассмотренном RS-триггере было два входных сигнала, но для передачи двоичного кода достаточно одного входа с разными уровнями напряжения: высокий (1) и низкий (0). На два входа нельзя было подавать единицу одновременно, поэтому в D триггере эти входы объединены с помощью инвертора (рисунок 1 а), что исключает возможность возникновения запрещенного состояния. Рисунок 1 – а) усовершенствованная схема RS-триггера б) графическое изображение D-триггера Триггер D может работать по уровню сигнала, он еще называется защелка. В таком устройстве нужно ограничивать длительность синхронизирующего сигнала, потому что пока синхросигнал подается - переходной процесс со входа поступает на выход. Схема зещелки собранная на логических элементах 2ИЛИ-НЕ (синий провод – логический ноль, красный – единица): Временная диаграмма работы: Триггер-защелка включается в работу только по синхросигналу. Когда на С логический ноль, то выход Q хранит прошлое записанное в него состояние, при этом уровень напряжения на входе D никак не может на него повлиять. Если подать «1» на вход синхронизации, то устройство будет работать в режиме «прозрачности» - выходной сигнал мгновенно повторяет сигнал входа. Но при отключении синхросигнала в памяти триггера останется последнее состояние входа и именно оно будет на Q. То есть получается «защелкнутый входной сигнал». Исходя из описанного принципа работы, составим таблицу истинности: D-триггер, работающий по фронту, не требует контроля длительности синхронизирующего (тактового) сигнала, потому что фронт сигнала С проходит практически мгновенно (не может длиться продолжительное время). Триггер, который будет запоминать информацию лишь по фронту синхросигнала, можно построить из двух D-триггеров, тактовый сигнал на которые будет подаваться в противофазе: Соответственно, схему на логических элементах можно сконструировать с помощью четырех ИЛИ-НЕ и одного инверсного блока: На рисунке 2 (анимации) в правом верхнем углу для упрощения восприятия, на первом кадре написана цифра «1». Начиная рассматривать с этого кадра, будет проще проследить принцип работы (синий цвет – «0», красный – «1»). Временная диаграмма Д-триггера, работающего по фронту Рассмотрим принцип работы. Q’ – выход первого триггера, Q – второго. Так как тактовый сигнал на первый и второй вход подаются инверсировано, то когда один находится в режиме хранения, другой пропускает информацию со входа на выход. По диаграмме видно, что значение на выходе триггера Q изменится только по спадающему фронту синхронизирующего (тактового) сигнала С. То есть значение на Q будет соответствовать величине напряжения на входе D в момент изменения синхросигнала с 1 на 0. Так как данное устройство состоит из двух более простых устройств, то условное его обозначение следующее: Где ТТ означает наличие в строении двух простых триггеров, а «треугольник» около входа С – работу триггера по фронту сигнала. h4e.ru Самый простой триггер можно получить, если в схемах одновибраторов на рис. 16.7 удалить RC-цепочку и соединить напрямую выход первого элемента со входом второго. Если схема находится в состоянии, при котором на выходе уровень логической единицы, то кратковременная подача отрицательного уровня на вход, как и в случае одновибратора, перебросит выход в состояние логического нуля. Но теперь уже нет конденсатора, который осуществляет отрицательную обратную связь и в конце концов возвращает схему в исходное состояние, потому в этом состоянии схема останется навечно, если мы что-то не предпримем. Чтобы вернуть ее в исходное состояние, надо подать точно такой же сигнал, но на вход второго элемента, который (вход) в схеме одновибратора у нас отсутствует. Если мы его введем, то получим симметричную схему с двумя входами, которые обозначаются буквами R и S (от слов Reset и Set, то есть «сброс» и «установка»). Само же устройство носит название RS-триггера. Оба варианта такой схемы на элементах «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» показаны на рис. 16.8. Рис. 16.8. Схемы триггеров на элементах «И-НЕ» (а) и «ИЛИ-НЕ» (б) Нет нужды перебирать все состояния этих схем и приводить соответствующие таблицы истинности, нужно только твердо запомнить, что подача импульса на вход R всегда устанавливает на прямом выходе Q состояние логического нуля. (Легко сообразить, что если поменять все обозначения местами: Я’на S, а прямой выход Q на инверсный Q, то в схеме ничего не изменится.) Вход S, естественно, здесь означает ровно противоположное— установку выхода Q в состояние логической единицы, но в отличие от входа R, который всегда означает обнуление, вход S в различных устройствах может использоваться и в немного других целях, а чаще вообще отсутствует. Входы R и S могут управляться различными полярностями сигнала в зависимости от построения триггера — для схемы на элементах «И-НЕ» по рис. 16.8, а это низкий уровень, потому входы R и S обозначены с инверсией. Уровни, которые меняют состояние триггера, называются «активными», так, для схемы по рис. 16.8, а активным является низкий уровень. «Более правильная» схема в этом смысле — на элементах «ИЛИ-НЕ» по рис. 16.8, б, в ней активный уровень соответствует положительной логике, то есть он высокий. Обратите внимание, что установка дополнительных инверторов по входу, казалось бы, превращает схему по рис. 16.8, а в схему по рис. 16.8, б, но только в смысле полярности активных уровней, прямой и инверсный выходы при этом останутся на своих местах. В схемах RS-триггеров подача активного уровня на R-вход ничего не меняет, если выход Q уже был в состоянии логического нуля, то же самое справедливо для S-входа при выходе в состоянии логической единицы. Однако, пока на соответствующем входе действует напряжение активного уровня, подача активного уровня на второй вход запрещена. Это не означает, что триггер при этом сгорит, просто он потеряет свои триггерные свойства — на обоих выходах установится один и тот же уровень, а после одновременного снятия активного уровня со входов состояние будет неопределенным (точнее, будет определяться тем элементом, который переключится чуть позже другого). Неопределенное состояние будет и после подачи питания, поэтому нужно принимать специальные меры для установки схемы в нужное состояние после включения. Наиболее распространенной такой мерой является подача определенного уровня в начальный момент времени на один из нужных входов с помощью RC-цепочки. Рис. 16.9. Схемы триггеров с предустановкой при включении питания: на двухвходовых элементах (а) и на трехвходовых элементах (б) Ввиду практической важности этого способа я приведу варианты соответствующей схемы, несмотря на ее очевидность, (рис. 16.9). В них конденсатор в первый момент времени после подачи питания разряжен и на входе логического элемента оказывается положительный уровень, который устанавливает триггер в состояние логического нуля на выходе Q. Затем конденсатор заряжается и в дальнейшем RC-цепочка больше не оказывает влияния на работу схемы. Постоянную времени ЛС лучше выбирать побольше, чтобы к моменту зарядки конденсатора успели пройти все переходные процессы, на схемах по рис. 16.9 она равна примерно 0,5 мс. Естественно, при этом следует позаботиться, чтобы на «настоящих» RS-входах к моменту окончания заряда конденсатора был неактивный уровень, иначе все пойдет насмарку. Чтобы избежать нагромождения инверторов, можно в этой схеме использовать трехвходовые элементы (561 ЛЕЮ), как показано на рис. 16.9, б. Естественно, RS-триггеры выпускают и в интегральном исполнении (561ТР2 содержит четыре простых RS-триггера). Все более сложные триггеры, а также счетчики в интегральном исполнении обязательно имеют отдельные асинхронные RS- или хотя бы только R-входы. Причем соответствующий вход у любого устройства, его имеющего — от микропроцессоров до счетчиков — является асинхронным, то есть вся система обнуляется в момент подачи импульса по входу R, независимо от того, что в этот момент она делает (говорят еще, что вход Reset — вход обнуления — имеет «наивысший приоритет»). Именно это происходит, скажем, когда вы нажимаете кнопку Reset на системном блоке вашего компьютера. Рис. 16.10. Схемы «антидребезга» на RS-триггерах Использование RS-триггера является самым кардинальным способом решения проблемы дребезга контактов. Стандартная схема показана на рис. 16.10, а, однако нет никакой нужды городить такую схему с резисторами, относительно которых еще нужно соображать, к чему их подключать (для варианта с «ИЛИ-НЕ» их пришлось бы присоединять с «земле», а не к питанию). На рис. 16.10, б показана упрощенная схема, которая работает точно так же и при этом в ней можно использовать любые инверторы, в том числе и одновходовые. Общим недостатком схем «антидребезга» как с RS-триггерами, так и с использованием элемента «Исключающее ИЛИ» (рис. 15.8, б) является необходимость использования переключающей кнопки с тремя выводами, которых на рынке предлагается гораздо меньше, чем обычных замыкающих и размыкающих с двумя контактами. Попробуйте приспособить двухвыводную кнопку к любой из указанных схем, и вы сами придете к выводу, что это невозможно. Поэтому на практике часто приходится использовать схему «антидребезга» с использованием одновибратора (в том числе реализованного программными способами в микроконтроллерах) — при всех ее недостатках, nauchebe.net JK-триггеры являются самыми сложными из двоичных триггеров. Но они являются и универсальными. С помощью JK-триггера можно получить все другие типы триггеров. Но универсальность JK-триггеров ограничена. Так как JK-триггеры существуют только двухступенчатые, то, например, D-триггеры на JK-триггерах можно реализовать только непрозрачные. Логическая схема JK-триггера на логических элементах Логическая схема JK-триггера на логических элементах JK-триггер аналогичен RS-триггеру, но отличие от последнего, не имеет запрещенных состояний. Так, вход J JK-триггера соответствует входу S RS-триггера, а вход K — входу R. Но, если в RS-триггере одновременная подача логической единицы на оба входа (R и S) была запрещена, то в JK-триггере при подаче на оба входа единиц, триггер меняет свое состояние на противоположное. При подаче на вход J логической единицы на выходу устанавливается единица, при подаче на вход K логической единицы на выходе получаем логический ноль. Таблица истинности JK-триггера: Условное графическое обозначение (УГО) JK-триггера: УГО JK-триггеров: а)двухступенчатый JK-триггер со статическим управлением по входу С б) двухступенчатый JK-триггер со статическим управлением по входу С с асинхронными установочными входами S и R D-триггер на основе JK-триггера: T-триггер на основе JK-триггера: Промышленные микросхемы JK-триггеров: SN7472, SN74107, SN74109, SN74112, SN74113 digitalchip.ruСамый простой триггер. Схема подключения триггера
Триггер – для новичков в радиоделе
ТРИГГЕРЫ | Техника и Программы
Рис. 5. Условное изображение, цоколевка и таблица истинности дешифратора К134ИД6
Вход 
D-триггер с работой по уровню (защелка) и по фронту - Help for engineer
D-триггер с работой по уровню (защелка) и по фронту
Добавить комментарий
Самый простой триггер | Техника и Программы
JK -триггер | Digital Chip
JK -триггер
22 сентября 2011 года 
Chiper 
J K Q(t) Q(t+1) 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: