Асинхронный RS-триггер на логических элементах «ИЛИ-НЕ»

Сначала рассмотрим основные понятия, касающиеся всех асинхронных RS-триггеров.

Свое название RS-триггеры взяли от обозначения их входов. Входы, в свою очередь, взяли свое обозначение от первых букв английских слов:

• • Set — установка или запись;
• • Reset — переустановка, сброс, стирание, установка нуля.

Триггеры имеют два информационных входа S и R и два выхода —.

прямой Q и инверсный Q.

При подаче соответствующего сигнала на вход S происходит установка триггера, а при подаче соответствующего сигнала на вход R происходит его сброс. В зависимости от схемы триггеры могут управляться либо лог. О либо лог.1.

Под установкой (записью) будем понимать режим работы триггера, при котором на прямом выходе Q устанавливается сигнал лог.1, а на инверсном Q — лог.О.

Под сбросом (стиранием) будем понимать режим работы триггера, при котором на прямом выходе Q устанавливается сигнал лог. О, а на инверсном Q — лог.1.

Режим, при котором при изменении набора входных сигналов состояние выходов триггера не изменяется, будем называть режимом хранения записанной информации.

Работу триггеров будем рассматривать с помощью таблицы переходов. В отличие от таблицы истинности в таблице переходов при изменении набора входных сигналов последующее состояние выходов триггера зависит от предыдущего.

На рис. 11.28, а приведена схема асинхронного RS-триггера на ЛЭ «ИЛИ-HE». Схема триггера выполнена на двух ЛЭ «ИЛИ-HE» с перекрестными обратными связями.

Работу RS-триггера рассмотрим по таблице переходов (табл. 11.18). В табл. 11.18 индекс п обозначает состояние текущего такта, ап — 1 — состояние предыдущего такта.

RS-триггер построен на ЛЭ «ИЛИ-HE», следовательно, на входах будем обращать внимание на активный уровень лог.1, так как ее присутствие на любом из входов ЛЭ «ИЛИ-HE» однозначно определяет на его выходе лог.О.

При наборе входных сигналов S = 1, R = 0 лог.1 на входе ЛЭ DD1.2 устанавливает на его выходе Q сигнал лог. О, а два лог. О на входах ЛЭ DD1.1 устанавливает на его выходе Q сигнал лог.1. Таким образом, в соответствии с состоянием выходов Q = 1, Q = 0 произошла установка (запись) триггера. В триггер записана лог.1, установленная на выходе Q.

При наборе входных сигналов S = О, R = 1 лог.1 на входе ЛЭ DD1.1 устанавливает на его выходе Q сигнал лог. О, а два лог. О на входах ЛЭ DD1.2 устанавливают на его выходе Q сигнал лог.1. Таким образом, в соответствии с состоянием выходов Q = О, Q = 1 произошел сброс триггера. Информация из триггера удалена, так как на выходе Q установлен лог.О.

Следующий набор входных сигналов S = О, R = 0 однозначно не определяет состояние выходов триггера, а вот лог.1 на входе ЛЭ DD1.1 с выхода Q ЛЭ DD 1.2 оставит на выходе Q лог.О. Два лог. О на входах ЛЭ DD 1.2 оставляют на его выходе Q сигнал лог.1. Таким образом, состояние выходов Q и Q триггера не изменилось, следовательно, это режим хранения предыдущего состояния. Если бы перед приходом набора входных сигналов S = О, R = 0 состояние выходов триггера было Q = 1, Q = О, то оно бы и сохранилось.

Рис. 11.28. Асинхронный RS-триггер на ЛЭ «ИЛИ-НЕ»:

а — схема; б — условное обозначение; в — временные диаграммы работы.

Таблица 11.18

Таблица переходов RS-триггера на ЛЭ «ИЛИ-НЕ»

При наборе входных сигналов S = 1, R = 1 состояние выходов Q = О, Q = 0. Такой набор входных сигналов для данного RS-триггера запрещен по двум причинам:

• 1) утеряны свойства триггера, так как имеем Q = 0, Q = 0, а сигналы должны быть противоположными;
• 2) При переходе из набора входных сигналов S = 1, R = 1 в набор S = = 0, R = 0 состояние выходов триггера будет непредсказуемо.

Из анализа таблицы переходов (см. табл. 11.18) следует, что при подаче на вход S лог.1 происходит установка триггера, а при подаче лог.1 на вход R — его сброс. Следовательно, данный RS-триггер управляется лог.1, т. е. активным логическим уровнем является лог.1.

На рис. 11.28, б приведено условное обозначение асинхронного RS-триггера на ЛЭ «ИЛИ-HE». Вверху основного поля изображена буква Т, указывающая на то, что это устройство — триггер. Обозначение входов S и R указывает на то, что это RS-триггер. Отсутствие дополнительного синхронизирующего входа С говорит о том, что данный триггер асинхронный. В обозначении входы триггера S и R прямые, так как нет обозначения инверсий. Это указывает на то, что данный RS-триггер управляется лог.1.

Таким образом, по условному обозначению можно узнать функциональное назначение триггера и объяснить логику его работы.

На рис. 11.28, в приведены временные диаграммы, поясняющие работу асинхронного RS-триггера на ЛЭ «ИЛИ-НЕ».

При построении временных диаграмм сначала отмечаются интервалы времени, соответствующие различным наборам входных сигналов S и R. На рис. 11.28, в интервалы разделены вертикальными пунктирными линиями. Затем, анализируя наборы входных сигналов S и R, по табл. 11.19 определяются состояния выходов Q, Q и указываются на временных диаграммах.

RS-триггеры входят в состав ИМС, так К561ТР2 содержит четыре асинхронного RS-триггера с управлением лог.1.

Асинхронный RS-триггер на логических элементах «И-НЕ». На рис. 11.29, а приведена схема асинхронного RS-триггера на ЛЭ «И-НЕ». Схема триггера выполнена на двух ЛЭ «И-НЕ» с перекрестными обратными связями.

Puc. 11.29. Асинхронный RS-триггер на ЛЭ «И-НЕ»:

а — схема; б — условное обозначение; в — временные диаграммы работы Триггер имеет два информационных входа S и R и два выхода — прямой Q и инверсный Q.

Работу RS-триггера рассмотрим по таблице переходов (табл. 11.19). В таблице индекс п обозначает состояние текущего такта, а п — 1 — состояние предыдущего такта.

RS-триггер построен на ЛЭ «И-НЕ», следовательно, на входах будем обращать внимание на активный уровень лог. О, так как его присутствие на любом из входов ЛЭ «И-НЕ» однозначно определяет на его выходе лог.1.

Таблица 11.19

Таблица переходов RS-триггера на ЛЭ «И-НЕ»

При наборе входных сигналов S = О, R = 1 лог. О на входе ЛЭ DD1.1 устанавливает на его выходе Q сигнал лог.1, а две лог.1 на входах ЛЭ DD 1.2 устанавливает на его выходе Q сигнал лог.О. Таким образом, в соответствие с состоянием выходов Q = 1, Q = 0 произошла установка (запись) триггера. В триггер записана лог.1, установленная на выходе Q.

При наборе входных сигналов S= 1, R = 0 лог. О на входе ЛЭ DD1.2 устанавливает на его выходе Q сигнал лог.1, а две лог.1 на входах ЛЭ DD1.1 устанавливают на его выходе Q сигнал лог.О. Таким образом, в соответствие с состоянием выходов Q = О, Q = 1 произошел сброс триггера. Информация из триггера удалена, так как на выходе Q установлен лог.О.

Следующий набор входных сигналов S = 1, R = 1 однозначно не определяет состояние выходов триггера, а вот лог. О на входе ЛЭ DD1.2 с выхода Q ЛЭ DD1.1 оставит на выходе Q лог.1. Две лог.1 на входах ЛЭ DD1.1.

оставляют на его выходе Q сигнал лог.О. Таким образом, состояние выходов Q и Q триггера не изменилось, следовательно, это режим хранения предыдущего состояния. Если бы перед приходом набора входных сигналов S = 1, R = 1 состояние выходов триггера было Q = 1, Q = О, то оно бы и сохранилось.

При наборе входных сигналов S = О, R = 0 состояние выходов Q = 1, Q = 1. Такой набор входных сигналов для данного RS-триггера запрещен по двум причинам:

• 1) утеряны свойства триггера, так как имеем Q = 1, Q = 1, а сигналы должны быть противоположными;
• 2) при переходе из набора входных сигналов S = О, R = 0 в набор S = 1, R = 1 состояние выходов триггера будет непредсказуемо.

Из анализа таблицы переходов (табл. 11.19) следует, что при подаче на вход S лог. О происходит установка триггера, а при подаче лог. О на вход R — его сброс. Следовательно, данный RS-триггер управляется лог. О, т. е. активным логическим уровнем является лог.О.

На рис. 11.29, б приведено условное обозначение асинхронного RS-триггера на ЛЭ «И-НЕ». Вверху основного поля изображена буква Т, указывающая на то, что это устройство — триггер. Обозначение входов S и R указывает на то, что это RS-триггер. Отсутствие дополнительного синхронизирующего входа С говорит о том, что данный триггер асинхронный. В обозначении входы триггера S и R инверсные, так как есть обозначения инверсий (кружочки на входах). Это указывает на то, что данный RS-триггер управляется лог.О. Для подтверждения инверсных входов данного триггера над буквенными обозначениями входов ставится знак инверсии.

На рис. 11.29, в приведены временные диаграммы, поясняющие работу асинхронного RS-триггера на ЛЭ «И-НЕ». Анализируя наборы входных сигналов S и R, состояния выходов Q и Q определяются по табл. 11.19.