Триггер с установочными входами (RS-трштер)

Асинхронный RS-триггер. Асинхронный RS-триггер – это самый элементарный автомат с памятью. Если на триггер не подавать никаких внешних управляющих сигналов, он обеспечивает хранение своего состояния Q, равного единице или пулю, сколь угодно долгое время. Триггер строится на основе двух элементов ИЛИ-HE с двумя входами каждый (рис. 3.28, а, б).

Рис. 3.28. RS-триггер на элементах ИЛИ-HE (а) и ero условное обозначение (б); RS-триггер на элементах И-НЕ с инверсными входами (в) и его условное обозначение (г)

Схема имеет два входа и два выхода. Входными для схемы являются сигналы установки триггера в единицу – S и сброса триггера в нуль – R. Выходами схемы являются прямой выход состояния триггера Q и инверсный выход . Входные сигналы подаются на один из входов схем ИЛ И-НЕ. На другие входы схем подаются сигналы с выходов Q и . Запоминающие свойства триггера обеспечивает перекрестное соединение выходов Q и и со вторыми входами элементов ИЛИ-HE. Предположим, что на входах R и S триггера поддерживались сигналы лог. О и в некоторый момент на вход S триггера была подана лог. 1. Тогда на выходе нижнего элемента ИЛИ-HE, соответствующего выходу , будет лог. О, который по перекрестной связи будет подан на второй вход верхнего элемента ИЛИ-НЕ. Так как на обоих входах верхнего элемента ИЛИ-HE будут лог. 0, на его выходе Q установится лог. 1 и триггер установится в единицу. Эта лог. 1 по перекрестной связи будет подана на второй вход нижней схемы ИЛИ-HE, поэтому даже если на входе S будет лог. 0, она принудительно будет поддерживать на выходе нижнего элемента лог. 0, а тот, в свою очередь, лог. 1 на выходе верхнего элемента. Таким образом, триггер "запомнит" единичное состояние. Если теперь на вход R подать лог. 1, верхний элемент сформирует на своем выходе лог. 0, который установит на выходе нижнего элемента лог. 1. Теперь выходы верхнего и нижнего элементов ИЛИ-HE будут взаимно поддерживать лог. 0 на выходе Q и лог. 1 на выходе . Таким образом, триггер "запомнит" нулевое состояние. Если на входы R и S одновременно подать лог. 1, состояние на выходе триггера будет неопределенным, поэтому эта комбинация является для асинхронного RS-триггера запрещенной.

Аналогичная схема асинхронного RS-триггера может быть синтезирована на элементах И-НЕ (рис. 3.28, в). Особенностью схемы являются инверсные входы и . Это означает, что для перевода триггера, например, в единичное состояние нужно на вход подать не единичный, а нулевой сигнал, а в состоянии покоя на входах и лог. 1. В остальном работа схемы аналогична предыдущей. Условное изображение RS-триггера с инверсными входами показано на рис. 3.28, г.

Асинхронный RS-триггср является базовым элементом памяти, на основе которого в интегральной схемотехнике строятся многочисленные ИС триггерных и других устройств, обладающих памятью. При этом часто входы R и S выводятся на контакты микросхемы наряду с основными управляющими входами. В этом случае входы S и R называются входами асинхронной установки в единицу и в нуль.

Синхронный RS-триггер. Как указывалось в параграфе 3.2, из-за задержки переключения логических элементов в цифровых автоматах возможны режимы состязаний, в результате которых выходной сигнал на некоторое время принимает ложные значения. Устранить такие ошибки позволяет способ временно́го стробирования. Вырабатываемый устройством сигнал в этом случае передастся на последующие устройства не непрерывно, а только в такой отрезок времени, когда искажение правильных значений выходного сигнала за счет состязаний заведомо исключено.

Временно́е стробирование обеспечивается синхронизирующими импульсами, поэтому синхронный RS-триггер, кроме информационных входов R и S, имеет вход С, на который подастся синхронизирующий сигнал (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Синхронный RS-трипер на элементах И-НЕ

Синхронизация осуществляется включением на каждом входе асинхронного RS-триггера дополнительного элемента И-НЕ. Теперь сигналы S и R смогут пройти на входы триггера только при наличии синхронизирующего сигнала С. Заметим, что за счет дополнительного инвертирования во входных элементах И-НЕ сигналы R и 5 становятся не инверсными, как это было в асинхронном триггере, а прямыми.