4.3. Асинхронные триггеры

Как уже упоминалось ранее, асинхронный триггер – это устройство, занесение информации по любому входу которого производится без синхронизирующего сигнала. Это значит, что состояние выходов таких триггеров зависит только от комбинации входных (информационных) сигналов и их текущего состояния.

В зависимости от типа логических элементов, на основе которых построены бистабильные ячейки (БЯ) триггеров, различают триггера с прямой и инверсной входной логикой. На рис. 4.4,а представлено графическое обозначение RS триггера с прямой входной логикой, БЯ которого построена на элементах ИЛИ-НЕ (см. рис. 4.2,а). На рис. 4.4,б и 4.2,б представлены, соответственно, графическое обозначение RS триггера с инверсными входами и БЯ на элементах И-НЕ, на базе которой он построен.

RS- триггер

Работа этого триггера описана в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Функции выходов RS триггера ( характеристические уравнения):

(4.1)

. (4.2)

Возможны различные виды функционирования RS триггера, познакомимся с ними:

Условное графическое обозначение этого триггера представлено на рис. 9.4, а временные диаграммы его работы – на рис. 9.5.

Рис. 4.4. Условное графическое обозначение асинхронного RS триггера с прямыми (а) и инверсными входами (б)

Рис. 4.5. Временные диаграммы работы асинхронного RS триггера с прямыми входами

На временных диаграммах представлены различные этапы состояния во времени входных и выходных сигналов асинхронного RS триггера в соответствии с таблицей 4.1, при этом, начальное состояние триггера в момент времен t=0 соответствует «0».

Существуют модификации RS триггеров по признаку их реакции на запрещенную (R=1 и S=1) комбинацию управляющих сигналов. В соответствии с этим признаком такие триггеры могут быть:

R-триггеры, отличающийся от RS триггера тем, что при наличии запрещенной комбинации на входе он устанавливается в «0». Условное обозначение этого триггера и таблица его работы представлены, соответственно, на рис. 4.6,а и 4.6,б.

S-триггер, отличающийся от RS триггера тем, что при наличии запрещенной комбинации на входе он устанавливается в «1». Условное обозначение этого триггера и таблица его работы представлены, соответственно, на рис. 4.7,а и 4.7,б.

Е-триггер, отличающийся от RS триггера тем, что при наличии запрещенной комбинации на входе этот триггер сохраняет свое предыдущее состояние. Условное обозначение этого триггера и таблица его работы представлены, соответственно, на рис. 4.8,а и 4.8,б

Рис. 4.6. Графическое обозначение R-триггера (а) и таблица его работы (б)

Рис. 4.7. Графическое обозначение S-триггера (а) и таблица его работы (б)

Рис. 4.8. Графическое обозначение E-триггера (а) и таблица его работы (б)

D-триггер

Триггер типа D (от английского Delay – задержка) имеет один вход. Его состояние на прямом выходе повторяет входной сигнал, но с задержкой, определяемой тактовым сигналом, поступающим на синхровход. Исходя из этого следует, что асинхронный D-триггер не имеет практического применения. Тем не менее, в целях дальнейшего освоения теории триггерных устройств представляем графическое обозначение D-триггера (рис. 4.9,а) и таблицу его работы (рис. 4.9,б).

Рис. 4.9. Графическое обозначение D-триггера (а) и таблица его работы (б)

Характеристическое уравнение прямого и инверсного выходов D-триггера, составленные на основании таблицы переходов, имеют вид:

(4.3)

. (4.4)

DV-триггер

DV-триггер отличается от D-триггера тем, что благодаря управляющему сигналу V представляется возможность избежать недостатка, присущего асинхронному D-триггеру. А именно: если вход V=0, то DV-триггер хранит информацию (см. таблицу рис. 4.10,б), а при V=1 – он работает как D-триггер. На рис. 4.10,а представлено графическое обозначение DV-триггера, а выражения (4.5) и (4.6) описывают функции прямого и инверсного выходов этого триггера.

(4.5)

. (4.6)

Рис. 4.10. Графическое обозначение DV-триггера (а), таблица его работы (б)

T-триггер

Прежде, чем познакомиться с данным триггером, необходимо отметить принципиальное отличие триггера этого типа, а также триггера JK типа (будет рассмотрен позже), от раннее рассмотренных типов триггеров. Различие заключается в том, что RS- и D-триггера имеют разомкнутую структуру (о внутренних обратных связях в схеме БЯ сейчас речь не идет), а триггера T- и JK типа используют выходные сигналы для воздействия на свои входы.

T-триггер – устройство, меняющее свое состояние на противоположное при поступлении активного уровня сигнала на его вход. Т.е. при поступлении на вход этого триггера серии сигналов, состоящей из «0» и «1», на выходе по приходу каждой второй «1», на прямом выходе триггера будет «0», при условии нулевого начального его состояния. Получается, что Т-триггер считает «1» на своем входе и, если на вход поступило четное количество «1» (или «0» при инверсном входе), на его выходе будет «0», в противном случае – «1». Из-за этого Т вход этого триггера называют счетным. Таблица работы этого триггера представлена на рис. 4.11,б, графическое обозначение – на рис. 4.11,а. Характеристическое уравнения его прямого и инверсного выходов имеют, соответственно, вид (4.7) и (4.8).

(4.7)

. (4.8)

Рис. 4.11. Графическое обозначение Т-триггера (а), таблица его работы (б)

JK-триггер

JK-триггер отличается от RS-триггера тем, что при наличии на его входе запрещенной комбинации состояния выходов JK-триггера инвертируются. Для этого так же, как и Т-триггер JK-триггер использует свои выходы для воздействия на свои входы.

Графическое обозначение этого триггера представлена на рис. 4.12,а, таблица работы – на рис. 4.12,б . Характеристическое уравнения его прямого и инверсного выходов имеют, соответственно, вид (4.9) и (4.10).

(4.9)

. (4.10)

Рис. 4.12. Графическое обозначение JK-триггера (а), таблица его работы (б)