4.2. Схемотехника триггерных устройств

Триггеры – элементарные автоматы, содержащие собственно элемент памяти (ЭП) или фиксатор и схему управления. Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом «накрест», т.е. так что выход одного соединен с входом другого (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Бистабильные ячейки на ЛЭ ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б)

Такое соединение дает цепь с двумя устойчивыми состояниями (поэтому ЭП называют еще бистабильной ячейкой (БЯ), т.е. с двумя стабильными состояниями). Действительно, если на выходе инвертора 1 имеется логический ноль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует. То же согласование сигналов имеет место и для второго состояния, когда инвертор 1 находится в «1», а инвертор 2 – в «0». Любое из двух состояний может существовать неограниченно долго при условии наличия напряжения питания и отсутствия внешних сигналов управления.

Состояние триггера распознаётся по его выходному сигналу. Под влиянием входного сигнала триггер может скачкообразно переходить из одного устойчивого состояния в другое, при этом скачкообразно изменяется уровень напряжения его выходного сигнала. Переход в каждое последующее состояние обычно зависит не только от текущих значений входных сигналов, но и от предыдущего состояния триггера. Информация о предыдущем состоянии, поступающая с выходов вместе с внешними сигналами, управляет его работой. Поэтому триггеры являются устройствами с обратными логическими связями.

Триггеры в схемах вычислительных устройств обычно имеют два выхода: прямой и инверсный . В единичном состоянии на выходе высокий уровень сигнала, а в пулевом – низкий. На выходе - наоборот.

Схемы триггеров можно разделить на несколько типов: с установочными входами - RS – триггер, со счётными входом – Т-триггер, а также D-, JK- триггеры и др.

Если хотя бы по одному входу информация заносится принудительно под воздействием синхронизирующего сигнала, то триггер называется синхронизируемым (синхронным). Если занесение информации по любому входу производится без синхронизирующего сигнала, то триггер называется несинхронизируемым (асинхронным).

Законы функционирования триггеров задаются таблицами переходов.

Классифицировать триггеры можно по разным признакам. На рисунке 4.3 дана классификация триггеров по трем важнейшим признакам: логике работы, способу записи информации и типу запоминающего элемента.

Рис. 4.3. Классификация триггеров, используемых в цифровой схемотехнике