Тригери, тяхното предназначение, класификация и основни параметри - Студиопедия

Тригер се нарича OCU, който има две стабилни състояния, в които се прехвърля чрез входни сигнали, докато издава изходни сигнали.

Тригерът съдържа действителния елемент на паметта и управляващата верига. Запаметяващият елемент е изграден върху два инвертора, свързани помежду си "на кръст", така че изходът на единия е свързан с входа на другия. Такава връзка, поради положителна обратна връзка, дава бистабилна верига (Фигура 3).

Фигура 3 - Логически диаграми на елементи на паметта с управляващи входове на елементите ИЛИ-НЕ (a) и И-НЕ (b)

За да управлявате елемента памет, трябва да имате допълнителни входове в логическите елементи, превръщайки инверторите в NAND или NOR елементи. Контролните входове получават външни сигнали за настройка. Тези сигнали са показани на фигура 3 с пунктирани линии. Буквата S от латинската азбука (от Set) обозначава сигнала за настройка в единично състояние, а буквата R (от Reset) обозначава сигнала за настройка в нулево състояние. Състоянието на тригера се чете от стойността на сигнала на директния изход Q, докато обратният изход трябва да има обратен сигнал. За елемент на паметта на елементи ИЛИ-НЕ, нивото на активния сигнал е едно, тъй като само той превежда логическия елемент в нулево състояние, независимо от сигналите на другите входове на елемента. За елемент на паметта на NAND елементи, активното ниво е нула, което уникално задава единичното състояние на елемента, независимо от сигналите на други входове. Едновременното подаване на активни нива на зададения S и сигналите за нулиране R е забранено, тъй като води до неопределено състояние на задействане (или 1).

Тригерите се класифицират според следните характеристики (Фигура 4).

Фигура 4 - Класификация на тригерите

Според логиката на работа се разграничават RS-, D-, T-, JK-тригери и др.. Освен това се използват комбинирани тригери, в които се комбинират няколко вида едновременно, както и тригери със сложна входна логика (групи от входове, свързани помежду си чрез логически зависимости).

RS тригерът има два входа - настройка в единично състояние (S) и настройка в нулево състояние (R).

D-тригерът (от Delay - забавяне) има един информационен вход D. Състоянието му повтаря входния сигнал, но със закъснение, определено от тактовия сигнал.

T-тригерът (от Toggle - превключвател) променя състоянието си всеки път, когато се получи входен сигнал. Такъв тригер има един информационен вход T, нареченброящ вход.

Тригерът JK е универсален, има входове за настройка на J (от Jerk - внезапно включване) и нулиране на K (от Kill - внезапно изключване), подобно на входовете на тригера RS. За разлика от последния, той позволява ситуацията с едновременно подаване на сигнали към двата входа (J=K=1). В този режим той работи като броещ T-тригер по отношение на третия тактов вход.

Комбинираните тригери съчетават няколко режима. Например RST тригер е T тригер, който също има входове за настройка и нулиране.

Пример за тригер със сложна входна логика е JK тригер с групи от входове J1J2J3 и K1K2K3, свързани чрез операция на свързване: J=J1 J2 J3, K=K1 K2 K3.

Според метода на записване на информацията се разграничават асинхронни (нетактови) и синхронни (тактови) тригери.

При асинхронните тригери преходът към ново състояние се предизвиква директно от промяна на входните информационни сигнали. В синхронни тригери, които имат специален вход за синхронизация C (от английски. Часовник - часове,синхронизиране), преходът възниква само когато към този вход се прилагат тактови сигнали.

Според начина на приемане на тактови сигнали синхронните тригери се делят наконтролирани по нивоиуправлявани по фронта. Контролът на нивото означава, че на едно ниво на тактовия сигнал тригерът приема входни сигнали и отговаря на тях, а на друго ниво не възприема и остава в предишното състояние. При контрол на границите разрешението за превключване се дава само по време на фронта на часовника на неговия нарастващ или спадащ фронт. И през останалото време, независимо от нивото на часовниковия сигнал, тригерът не приема входни сигнали и остава непроменен. Джапанките с контролирано ниво се наричат ощестатично контролираниджапанки, а управляваните по границитесе наричат динамично управлявани.

Входът за динамичен часовник C може да бъдедиректенилиобратен. Директното динамично управление означава разрешение за превключване, когато часовниковият сигнал се промени от нула на единица, обратен - когато часовниковият сигнал се промени от едно на нула.

По естеството на процеса на превключване тригерите се разделят наедностъпалниидвустепенни. При едностепенен тригерпреминаването към ново състояние става незабавно, при двустепенен тригер - на етапи. Двустепенният тригер се състои от входно стъпало и изходно стъпало. Преходът към ново състояние се извършва и в двете стъпки последователно. Едно от нивата на тактовия сигнал позволява информацията да бъде получена на входния етап, докато състоянието на изходния етап остава непроменено. Друго ниво на тактовия сигнал позволява прехвърлянето на ново състояние от входния етап към изходния етап.

Таблица 2 показва конвенционалните графични символи (HGO) на различни типове входове за синхронизация C всинхронни тригери, както и времедиаграми на процесите на превключване.

Таблица 2 - Символно графично обозначение на входовете за синхронизация C и времедиаграми на процесите на превключване

Тип вход C	Условно графично обозначение	Времедиаграми на процесите на управление
директна статика
Обратна статика
Директна динамика
Обратна динамика
Обратна статика

Както може да се види от таблица 2, двустепенният тригер се обозначава с две букви T. Тези тригери също често се наричат тригери тип MS (от английския master-slave, т.е. "master-slave"). Това съкращение отразява естеството на тригера: входното стъпало генерира нова стойност на изходната променлива Q, а изходното я копира. Такива тригери се наричат още тригери с вътрешно забавяне.

В цифровата схемотехника се използва терминът "trigger-latch" (от английски latch). Това се отнася за тригер, който е прозрачен на едно ниво на часовника и влиза в режим на задържане на друго, т.е. "заключва" входа.

Два важни параметъра са свързани с времето на задействане - предварително зададеното време tsu (от англ. set-up time) и времето на експозиция tH (от англ. hold time). Тези параметри са общи не само за тригери, но и за други устройства. Времето tsu е интервалът преди пристигането на часовниковия сигнал, през който информационният сигнал трябва да остане непроменен. Времето на задържане tn е времето след пристигането на часовниковия сигнал, през което информационният сигнал трябва да остане непроменен. Спазване на предварително зададените часове иизвадки гарантира, че тригерът правилно възприема входната информация.

Фигура 5 - Дефиниране на параметри за предварително зададени настройки и накисване за синхронни тригери

Редица други времеви параметри на тригерите са пряко свързани със забавянето на сигнала при преминаване през тригера и не изискват специални обяснения.

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: