АНАЛІЗ І СИНТЕЗ ПОСЛІДОВНІСТНИХ СХЕМ. ТРИГЕРИ

Всі асинхронні тригери можна віднести до розряду примітивних тригерних пристроїв, тому що вони є прозорими для вхідних інформаційних сигналів у будь-який момент часу й, отже, максимально піддаються дії перешкод. Положення збільшується тим фактом, що виходи асинхронних тригерів одночасно є його входами, що погіршує їхню перешкодозахищеність. Крім того, існують огріхи й у логічному функціонуванні. Так, наприклад, D-тригер не має режиму зберігання, а в Т- і JK-тригерах практично неможливо реалізувати рахунковий режим. Із всіх типів асинхронних тригерів на практиці знайшов застосування RS-тригер. Причому не стільки в якості автономної тригерної схеми, а як обов’язкова складова частина всіх синхронних тригерів.

Схема RS-тригера на елементах АБО-НІ і його функціональний опис наведені на рис. 3.3. Свою назву тригер одержав (втім, як і всі інші тригери) відповідно до позначення своїх входів: S (Set - установка) - вхід установки тригера в одиничний стан Q=1, R (Reset - скидання, гасіння) - вхід установки в стан Q=0.

Дана схема тригера одержала назву RS-тригера із прямими виходами (або тригер із прямим керуванням), тому що сигнали керування R і S мають активний високий рівень. Для опису режимів роботи тригера залежно від різних комбінацій керуючих сигналів на його входах служить таблиця станів тригера (рис. 3.3, в), що називається ще повною таблицею переходів. На рис. 3.3, м наведена часова діаграма переходів при перемиканні тригера зі стану 0 в 1 і навпаки. З діаграми видно, що обидва елементи тригера перемикаються не одночасно, а послідовно, один за одним. При цьому, після закінчення перехідного процесу, тригер здатний зберігати свій новий стан як завгодно довго. Це дуже важлива властивість тригера, що відрізняє його від розглянутих раніше комбінаційних схем, що не мають обернених зв’язків. За діаграмою можна визначити час затримки поширення сигналу при перемиканні тригера t_зт.р, по закінченні якого на обох виходах установлюються правильні рівні: t_зт.р=2t , де t - час затримки перемикання одного елемента АБО-НІ.

При описі роботи тригерних схем (тут і далі) прийнято доповнювати позначення вхідних сигналів і станів тригера Q вказівкою часу t, при цьому значення часу t+1 відноситься до нового стану тригера після його перемикання. Таким чином, часові оцінки t і t+1 як би відповідають відлікам дискретного часу з інтервалом, що визначається переходом тригера в інший стан.

Знову звернемося до таблиці станів RS-тригера (рис. 3.3, в). Якщо одночасно подати активні сигнали на обидва входи (комбінація R^t=S^t=1),то на обох виходах схеми з’являться логічні нулі (Q^t+1=  =0). При цьому, якщо ця комбінація зміниться нейтральною R^t+1=S^t+1=0, стан тригера з рівною ймовірністю може стати як одиничним, так і нульовим. Тому комбінацію R^t=S^t=1 уважають забороненою й у звичайних умовах не використовують (вона допускається лише у випадку, коли забезпечене не одночасне, а почергове зняття R- і S- сигналів). Функціонування RS-тригера описується не тільки за допомогою таблиці станів, але й за допомогою характеристичного рівняння (рис. 3.3, е).

Однак у практиці синтезу цифрових автоматів важливим є таблиця керування переходами RS-тригера (рис. 3.3, д), що одержують із таблиці станів. Дана таблиця дає відповідь на питання: яку комбінацію вхідних сигналів треба забезпечити в момент часу t, щоб реалізувати заданий перехід Q^t ® Q^t+1? RS-тригер можна побудувати й на елементах І-НІ (рис. 3.4, а). У даному тригері сигнали керування  й  мають активний низький рівень, що й відбито в їхньому позначенні на схемі (155 TP2 або SN 74279). Цю схему тригера часто називають RS-тригером із інверсними входами або просто -тригером.

а) схема  б) позначення на функціональних схемах    в) таблиця станів  г) часова діаграма роботи  д) характеристичне рівняння тригера    е) таблиця керування переходами RS-тригера

Рисунок 3.3 - RS-тригер на елементах 2АБО-НІ і його функціональний опис

а) схема б) функціональне позначення в) таблиця станів г) таблиця керування переходами

Рисунок 3.4 - -тригер на елементах 2І-НІ і його функціональний опис: