Бинарные схемы с временной зависимостью

Триггерами называют бистабильные ячейки. Они обладают свойством памяти. Устройство бистабильной ячейки рассмотрено в «Электронике», ч. 3, гл. 7.

Триггеры производятся преимущественно в виде интегральных микросхем.
Условное графическое обозначение простого триггера приведено на рис. 7.1. Соотношение сторон прямоугольника может быть выбрано любым (рис. 7.2).
Это графическое представление триггера соответствует DIN 40900, ч. 12. Главным выходом является выход Av который, разумеется, может называться как угодно. Выход Av инверсный по отношению к Av обозначается кругом инверсии. Также до сих пор допустим традиционный способ представления триггеров в виде прямоугольника со средней линией (рис. 7.2а), согласно DIN 40700, часть 14.
Действуют следующие правила:
1. Выводы для подключения напряжения питания не обозначаются.
2. На обоих выходах триггера обычно действуют противоположные состояния.
3. Для описания принципа действия триггера используются логические состояния 0 и 1. Также можно оперировать понятиями уровней L и Н. Если нет особых указаний, то по умолчанию все логические операции производятся при положительной логике (Н = 1, L = 0).
4. При подаче на вход триггера Ех логической 1, выход Ах переходит в состояние А1 = 1. Этот процесс называют режимом установки триггера. Если триггер уже имеет состояние Ах = 1, то подача 1 на входе Е1 ничего не меняет. Переключения триггера не происходит.

5. Состояние 1 на Ег переводит выход триггера в ^ = 1. Этот процесс называют режимом сброса триггера. Если триггер уже имеет состояние Л2= I, то 1 на входе Е2 ничего не меняет.
6. Состояния 0 на входах не вызывают никакого воздействия на выход.
7. Состояние Л, характеризует состояние памяти триггера. Если А{ = 1, то триггер записал значение 1.
Разумеется, можно сделать триггеры, которые управляются 0-состояниями. Эти триггеры имеют особенные, обозначенные кругом отрицания входы (рис. 7.3) и применяются достаточно редко.
Часто применяют триггеры с фиксированной установкой. Условное обозначение такого триггера показано на рис. 7.4. После подачи напряжения питания этот триггер всегда устанавливается в состояние Ах = 0, Аг = 1. Это состояние называется состояние покоя или состояние сброса. Выход, который имеет в состоянии покоя значение 1, раньше обозначался толстой полосой.
Условное обозначение фиксированной установки можно опустить, если не возникает неоднозначности.
Состояние Ах = 1, Аг = 0 называется рабочим состоянием или режимом установки триггера. Можно так сконструировать триггер, чтобы он после подачи напряжения входил в рабочее состояние (А{ = 1, А2 = 0). Такой триггер обозначается символом 1=1 (рис. 7.5).
В настоящее время появились триггеры, которые после подачи напряжения питания имеют состояние, которое они имели при выключении напряжения. Они не теряют хранимую информацию при потере питания. На триггерах этой разновидности стоит символ NV (non volatile, nullspannungsgesichert). Такой триггер показан на рис. 7.6.
Различают между статическими и динамическими входами. Рассмотренные до сих пор входы являются статическими.
Статические входы реагируют на состояния входов.
Динамические входы реагируют на изменения состояния на входах.
Существуют две разновидности динамических входов. Первая реагирует на изменение входного состояния с 0 на 1. Такой вход называется динамическим входом для прямого фронта импульса (рис. 7.7). Динамический вход второй разновидности реагирует на изменение входного состояния с 1 на 0.

Такой вход называется динамическим входом для обратного фронта импульса (рис. 7.8).
Триггеры могут иметь несколько взаимосвязанных входов.
Триггер на рис. 7.9 имеет входы Е1 и Е3, которые связаны операцией логического умножения И. Если входы связаны операцией логического сложения ИЛИ, то изображается символ логического сложения (рис. 7.10).

Функции входов триггеров и логические операции условно обозначаются с помощью следующих знаков:
G =» Логическое И
V => Логическое ИЛИ
С => Управляющий вход
S => Вход установки
R => Вход сброса
Связанные входы обозначаются буквами с дополнительными цифровыми индексами.
Для управляющих входов индекс ставится после букв.
Для управляемых входов индекс ставится перед буквами.
Поясним на примере. Триггер имеет входы S и R, связанные с третьим входом операцией логического умножения И, как изображено на рис. 7.12, И-элементы могут быть изображены перед триггером или занесены непосредственно в прямоугольник триггера. Такое изображение логических взаимосвязей принято до сих пор.

С помощью условных знаков изображение значительно упрощается. Третий вход называется из-за умножения И входом G. Он является управляющим входом, так как связан с обоими другими входами.
Он получает индекс 1 после буквы. Такой же индекс — в данном случае 1 — получают входы S и R (рис. 7.13). Он пишется перед буквами.
S является входом сигнала установки. Состояние 1 на S и состояние 1 на G устанавливают триггер в рабочее состояние. R является входом сброса. Состояние 1 на R и состояние 1 на G устанавливают триггер в состояние сброса.
Как поведет себя триггер, если на всех входах S, R и G одновременно будет состояние логической 1? В большинстве триггеров это запрещенная комбинация, которая приводит к неопределенному состоянию выходов. Тем не менее есть триггеры, у которых либо «S’-вход либо Л-вход являются доминирующими.
На рис. 7.13а изображен триггер с доминирующим Л-вход ом. Управляющего И-входа нет и (7-вход отсутствует. При S = 1 и R = 1 триггер будет установлен. Индекс 1 отражает так называемую ^-зависимость. Вместо индекса 1 могло бы стоять 2 или другое число, если 1 был бы уже занят для какой-либо другой зависимости.
На рис. 7.136 представлен триггер с доминирующим Л-входом. При 5=1 и R = 1 триггер сбрасывается. Индекс 1 при Л и на выходах отражает так называемую ^-зависимость.
С-зависимость является так называемой управляющей зависимостью. Она применяется, в частности, при тактовом управлении триггерами. Подробнее этот вопрос рассмотрен в разд. 7.5.2.

Похожие статьи