Триггеры. Обобщенная схема триггера

1. Триггеры

Саровский физико-технический институт
Национального исследовательского ядерного университета МИФИ
Триггеры
Алексеев В.В.
Саров
2016
1

2.

• Триггер - функциональное устройство с
двумя устойчивыми состояниями выхода,
содержащее элементарную
запоминающую ячейку и схему
управления, преобразующую
поступающую информацию в комбинацию
сигналов, действующих непосредственно
на входы элементарной запоминающей
ячейки.
2

3. Триггер, как конечный автомат характеризуется следующими свойствами:

Возможное число внутренних состояний
- два, это логические “0” и “1”, что
соответствует одной внутренней
переменной Z, обозначаемой для
триггеров обычно буквой Q.
Число выходных переменных y - одно;
значение переменной y совпадает со
значением Q, т.е. y t 1 Q t 1 , поэтому
триггер является автоматом Мура.
Число переменных x зависит от типа
3
триггера.

4. Обобщенная схема триггера

4

5. Для информационных входов приняты следующие обозначения:

Для информационных входов приняты
следующие обозначения:
S (Set-установка) -вход для раздельной
установки триггера в состояние “1” (, );
R (Reset-сброс) -вход для раздельной
установки триггера в состояние “0” (, );
T (Toggle-релаксатор) - счетный вход;
J (Jerk-внезапное включение) - вход для
раздельной установки триггера в
состояние “1” в универсальном JK5
триггере;

6.

K (Kill-внезапное отключение) - вход для
раздельной установки триггера в
состояние “0” в универсальном JKтриггере;
D (Delay-задержка, или Drive-передача) информационный вход для установки
триггера в состояние “1”или “0”;
V (Valve-клапан, вентиль) управляющий вход для разрешения
приема информации или тактовых
сигналов;
C (Clock-источник сигналов
синхронизации) - тактовый вход.
6

7. Классификация триггеров

По способу организации логических
связей или по функциональному
признаку:
7

8. Классификация триггеров по способу записи информации

8

9. Параметры триггеров

• Краз – коэффициент разветвления.
Показывает нагрузочную способность
триггера, т.е. обозначает количество
элементов, которые параллельно
присоединены к выходу триггера и на
которые подается выходной сигнал триггера.
• Коб – коэффициент объединения по входу.
Обозначает максимальное число входных
сигналов, которые можно подать на вход
триггера.
9

10.

tи – наименьшая длительность
входного сигнала (импульса), при
котором еще происходит надежное
переключение триггера;
tзд – время задержки между моментом
подачи входного сигнала и
появлением выходного сигнала;
U0,U1- уровни логического нуля и
единицы;
Iвх,Iвых.- входные и выходные токи и т.п.
10

11. Триггер как элементарный последовательстный автомат

характеризуется:
• числом информационных входов не
более трех; (Большинство
реализованных схем триггеров имеет не
более двух входов.);
• числом внутренних состояний равное
двум, чему соответствует одна
внутренняя переменная Q;
11

12.

числом выходных переменных y не
более одной, причем y совпадает с Q.
Наряду со значением Q в триггере
имеется инверсная переменная Q ;
функцией переходов или связи
внутренних переменных для момента
времени t со значениями входных и
выходных переменных для момента
времени t+1, называемых характеристическими уравнениями Qt 1 f ( xt ,Qt )
,
являющимися полными, т.е. триггеры
обладают полной системой переходов.
12

13. Правила функционирования триггеров могут быть заданы:

словесным описанием;
в виде таблицы переходов триггере;
в виде характеристических уравнений
Qt 1 f ( Qt , xt ) ;
в виде графа;
в форме микропрограммного
автомата.
13

14. Асинхронный R-S триггер и его разновидности

R t St
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
Q t Q t 1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
X
X
Rt
St Qt+1 Q t
0
0
1
1
0
1
0
1
Qt
1
0
*
Qt
0
1
*
После минимизации получаем
следующие функции выхода
Qt 1 St Rt Qt
Qt 1 Rt S t Qt
14

15.

Представим последние выражения в
базисе ИЛИ-НЕ:
Q t 1 S t R t Q t S t ( R t Q t )
Q t 1 R t S t Q t R t (S t Q t )
15

16.

Т.е. R-S триггер представляет собой
последовательное соединение двух элементов
ИЛИ-НЕ, замкнутое само на себя.
16

17.

Условное обозначение
Данная схема может
быть представлена как асинхронного R-S
триггера имеет вид
17

18.

В базисе элементов И-НЕ
соответственно получим:
Q t 1 St R t Q t St |( R t | Q t )
Q t 1 R t S t Q t R t |( S t | Q t )
18

19. Характеристическая таблица R-S триггера

Базис ИЛИ-НЕ
Переход
Q t Q t 1
0 0
0 1
1 0
1 1
Базис И-НЕ
*
S
*
Переход
Q t Q t 1
R*
*
0
1
0
0
1
0
*
0 0
0 1
1 0
1 1
*
1
0
1
R
S
*
1
0
1
*
19

20. Оценка быстродействия асинхронного RS-триггера

Предельный динамический
режим работы RS-триггера
20

21. Асинхронный S-триггер

Базис ИЛИ-НЕ Базис И-НЕ
21

22.

В базисе элементов ИЛИ-НЕ будем иметь:
Q t 1 S t R t Q t
R R t St R t S t
*
Qt 1 R t S t St Qt
S * St
22

23. Асинхронный S-триггер

23

24.

В базисе элементов И-НЕ соответственно будем иметь:
R * S t R t St R t
S * St
24

25. Асинхронный R-триггер

R t St Q t Q t 1 R * S * R * S *
S*
0
0
0
0
*
0
*
1
0
0
1
1
0
*
1
*
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
*
1
*
1
0
0
0
*
0
*
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
*
0
*
1
1
1
1
1
1
0
0
1
25

26. В базисе элементов ИЛИ-НЕ:

Q t 1 R t S t R t Q t
Qt 1 R St Qt
R Rt
*
S RtSt R S t
*
26

27. В базисе элементов И-НЕ

R* Rt
S R t St R t S t
*
27

28. Синхронный R-S-триггер

*
R*
S*
*
0
*
1
1
0
*
1
*
0
0
*
0
*
1
1
1
1
0
*
1
*
1
0
0
0
*
0
*
1
0
1
0
1
1
0
*
1
*
0
1
1
0
0
*
0
*
1
0
1
1
1
1
0
*
1
*
1
0
0
0
0
*
0
*
1
1
0
0
1
1
0
*
1
*
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
*
1
*
1
1
0
0
0
*
0
*
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
*
*
*
*
*
1
1
1
1
*
*
*
*
*
Ct
Rt
St
Qt
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
Q t 1 R *
S
28

29.

Q t 1 Ct Q t C t t R t Q t Для базиса ИЛИ-НЕ
R C t R t Ct R t
*
S * C t S t Ct St
При C=”1” получаем характеристическое уравнение
асинхронного R-S-триггера:
Q t 1 S t R 29t Q t

30.

30

31.

Для базиса И-НЕ получаем:
R R t Ct C t R t
*
S St Ct S t C t
*
31

32. Двухступенчатые триггеры

Схема двухступенчатого R-S-триггера (а)
и его условное обозначение (б)
32

33.

Схема двухступенчатого J-Kтриггера и его условное
обозначение
33

34. Синтез двухступенчатых триггеров.

Схема двухступенчатого D-триггера (а)
и его условное обозначение (б)
34

35. Универсальные триггеры

• Триггеры, которые могут работать в
различных режимах, называются
универсальными. Наиболее популярны как
универсальные триггеры это D-триггеры и
J-K-триггеры.
Характеристическое
уравнение D-триггера
Q t 1 C t D t Q t C t
Для данной схемы имеем:
D t Qt
Q t 1 C t Qt C t Q t
а это есть уравнение
счетного триггера
35

36. Для J-K-триггера наиболее широко применяются схемы включения:

1. Счетный режим.
Q t 1 C t Q t Kt Q t C t J t Qt
J t K t "1"
Q t 1 C t Q t C t Qt
2. D-триггер.
Kt J t
Q t 1 C t Q t J t Q t C t J t Qt
Ct Qt Ct J t ( Qt Qt )
Ct Qt C t J t
36