РАЗДЕЛ №3 Анализ и синтез элементов дискретных систем
ЛЕКЦИЯ №8
Тема: Триггеры
Учебные вопросы: 1. Классификация триггеров.
2. Асинхронные RS-триггеры.
3. D-триггеры.
4. T-триггеры и JK-триггеры.
Вопрос №1
Классификация триггеров
Триггером [ Ошибка! Закладка не определена.Ошибка! Закладка не определена. ] называется устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющих сигналов скачкообразно переходить из одного состояния в другое.
Математической моделью триггера является элементарный автомат Мура, характеризующийся множеством { X, S, Z, fS, fZ }, в котором подмножества 
и 
содержат только по два элемента. Триггер, как простейший цифровой автомат, предназначен для хранения значения одной логической переменной (одного разряда двоичного числа).
Два выхода триггера обозначаются: прямой - 
и инверсный - 
. Состояние триггера определяется по значению потенциала на прямом выходе: если этот потенциал имеет значение, соответствующее лог. «1», то считается, что триггер находится в единичном состоянии, иначе - в нулевом состоянии.
Входы триггера делятся на информационные и вспомогательные. Сигналы, поступающие на информационные входы, являясь сигналами возбуждения, управляют состоянием триггера. Сигналы, поступающие на вспомогательные входы, управляют предварительной установкой триггера и синхронизацией моментов времени переключения состояния.
По функциональным возможностям различают:
1) триггеры с раздельной установкой - RS -триггеры;
2) триггеры с приемом информации по одному входу D -триггеры;
3) триггеры со счетным входом T -триггеры;
4) универсальные триггеры JK -триггеры.
Приняты следующие обозначения выводов триггеров:
- S - раздельный вход установки в единичное состояние по прямому выходу Q (Set - установка);
- R - раздельный вход сброса триггера в нулевое состояние по прямому выходу Q (Reset - сброс);
- Назначение J - и K -входов аналогичное 
входам.
- D - информационный вход (Data Input), на который подается информация, предназначенная для записи в триггер.
- T - счетный вход (Toggle - переключатель).
- C - вход синхронизации.
По способу приема информации:
1) асинхронные (нетактируемые);
2) синхронные (тактируемые).
Асинхронные триггеры меняют состояние в момент появления сигналов возбуждения на информационных входах. Синхронные - при воздействии сигналов на информационных входах и наличии разрешающих сигналов синхронизации.
Синхронные триггеры бывают со статическим управлением приемом информации, с динамическим управлением и двухступенчатые.
Синхронные триггеры со статическим управлением приемом информации принимают сигналы в течение времени действия синхронизирующего импульса, следовательно, состояние триггера может поменяться многократно с изменением сигналов на информационных входах. У таких триггеров вход синхронизации статический.
Синхронные триггеры с динамическим управлением приемом информации принимают только те информационные сигналы, которые поступают на информационные входы в момент подачи импульса синхронизации. У таких триггеров вход синхронизации динамический.
Синхронные двухступенчатые триггеры состоят из двух ступеней.
Запись в первую ступень производится с появлением синхроимпульса, а во вторую - после окончания действия синхроимпульса.
Следовательно, двухступенчатый триггер задерживает появление информации на выходе на время действия синхроимпульса.
Вопрос №2
Асинхронные RS-триггеры
а б в г
RS -триггер с инверсными входами а – условное графическое обозначение, б – схема;
RS -триггер с прямыми входами в – условное графическое обозначение, г – схема
Рисунок 8 – RS -триггеры:
Таблицы переходов-выходов RS -триггеров
RS -триггера с прямыми входами RS -триггер с инверсными входами
| R S | 
| 
| 
| |||
| 0 0 | 0 0 | х | х | |||
| 0 1 | 0 1 | |||||
| 1 0 | 1 0 | |||||
| 1 1 | х | х | 1 1 |
RS -триггеры это триггеры с раздельной установкой. Простейшими триггерами являются асинхронные RS -триггеры. Строятся на двухвходовых логических элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
Вопрос №3
D-триггеры
-триггером называется триггер с одним информационным входом, причем сигнал на выходе триггера повторяет сигнал на информационном входе до переключения, то есть Qt+1=Dt.
Назначение D -триггера - задержка сигнала. Он имеет информационный вход D и вход синхронизации C. В D -триггере со статическим управлением (рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. а, б) приемом информации данные со входа D записываются в течении времени действия синхроимпульсов (C=1). В D -триггере с динамическим управлением приемом информации (рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. в) данные со входа D записываются по фронту или по спаду синхроимпульсов. Обозначения синхронизирующих С -входов D -триггеров с динамическим управлением представлено на рисунке Ошибка! Источник ссылки не найден. г, д.
а – D-триггер со статическим управлением,
б – функциональная схема D-триггера со статическим управлением,
в – D-триггер с динамическим управлением,
г – обозначение входа синхронизации со срабатыванием по переднему фронту,
д – обозначение входа синхронизации со срабатыванием по заднему фронту
Рисунок 9 – D-триггер
Таблица переходов-выходов D-триггера
| С D | 
| Примечание | |
| 0 0 | "Хранение" | ||
| 0 1 | "Хранение" | ||
| 1 0 | Запись "0" | ||
| 1 1 | Запись "1" |
D -триггеры могут быть построены по различным схемам. Подробно рассмотрим схему D -триггера на элементах И-НЕ (рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. а, б). Элементы DD3, DD4 составляют асинхронный RS -триггер. Элементы DD1, DD2 образуют схему управления. Временные диаграмма работы D -триггера представлена на рисунке Ошибка! Источник ссылки не найден.. Если на C -входе триггера сигнал C =0, то состояние триггера устойчиво и не зависит от сигнала на D -входе. При этом на входы асинхронного RS -триггера поступают сигналы 
, не изменяющие его состояния. При C =1 информация на прямом выходе будет повторять информацию на D -входе. То есть при C =0, Qt+1=Qt, а при C =1, Qt+1=Dt.
а б
а – триггера с динамическим управлением
б – триггера со статическим управлением
Рисунок 10 – Временные диаграммы D -триггера
Вопрос №4
T-триггеры и JK-триггеры
Часто в практике разработки цифровых устройств необходимо использовать триггер для деления частоты входной последовательности на два, то есть производить переключение триггера в противоположное состояние каждым входным импульсом.
Триггер, который меняет свое состояние с поступлением каждого входного импульсного сигнала, называется T -триггером (счетным триггером).
Условное графическое обозначение и временные диаграммы приведены на рисунке Ошибка! Источник ссылки не найден..
Рассмотренные триггеры не исчерпывают все разнообразие синхронных триггеров со статическим управлением.
а б
а - условное графическое обозначение, б – временные диаграммы
Рисунок 11 – Т -триггер
ЛЕКЦИЯ №5