Цифровые устройства (стр. 13 )

В двухступенчатых триггерах переход в новое состояние происходит после окончания действия синхроимпульса.

6.1.1. Асинхронный RS- триггер (SR-latch).

Это устройство с двумя устойчивыми состояниями, имеющее два входа S(Set– установка) и R(Reset– сброс) и два выхода и . Асинхронный триггер функционирует в соответствии с таблицей истинности (табл. 6.1).

Таблица 6.1

		Режим работы
0 0 0 1 0 0	0 1	Хранение информации
0 1 0 1 1 0	1 1	Установка лог.1
0 0 1 1 0 1	0 0	Установка лог.0
0 1 1 1 1 1	x x	Неопределенность Неопределенность

Если входы и оба в состоянии лог.0, то триггер не изменяет свое состояние, т. е. триггер хранит 1 бит информации.

Если =1 и =0, то независимо от того, в каком состоянии триггер находился, следующее состояние триггера =1.

Если =0 и =1, то независимо от того в каком состоянии находился триггер, следующее его состояние =0.

Комбинация входных сигналов ==1 является неопределенной, поскольку триггер после воздействия на входах активных уровней может равновероятно перейти как в нулевое, так и в единичное состояние. Поэтому одновременная подача активных уровней на входы S и R не допускается.

Работа RS-триггера также может быть представлена функцией на карте Карно и логическим уравнением. Входные и выходные переменные триггера в момент срабатывания и после срабатывания можно представить функциональной зависимостью

=f(,,), (6.1)

где ,– состояние информационных входов;

– значение выходного сигнала триггера в момент времени ;

– значение выходного сигнала триггера в момент времени .

Функция алгебры логики (см. табл.6.1) может быть представлена картой Карно (рис. 6.1). Значения ФАЛ, показанные значком x, указывают на то, что данная ФАЛ является недоопределенной. При минимизации ФАЛ можно ее доопределить так, как нам это удобно, чтобы получить минимальную форму (см. рис. 6.1).

Рис.6.1. Карты Карно для минимизации выходных функций RS-триггера

Выражения

; (6.2)

(6.3)

используются для построения RS-триггера.

Применяя инверсию и закон де Моргана, выражения (6.2) и (6.3) могут быть преобразованы следующим образом:

; (6.4)

. (6.5)

Выражения (6.4) и (6.5) используются для реализации RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

Применяя двойную инверсию и закон де Моргана, выражения (6.2) и (6.3) могут быть преобразованы следующим образом:

; (6.6)

. (6.7)

Выражения (6.6) и (6.7) используются для реализации RS-триггера на элементах И-НЕ.

Реализация RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ показана на рис. 6.2,а, б.

а б в г

Рис. 6.2. RS-триггеры на элементах ИЛИ-НЕ

Обычно RS-триггер изображается с расположением элементов ИЛИ-НЕ, как показано на рис. 6.2,в. На рис. 6.2,г показано условное изображение RS-триггера.

При анализе работы RS-триггера и при синтезе других триггеров используется таблица переходов RS-триггера (табл. 6.2), которая определяет комбинации входных сигналов, необходимых для того или иного перехода триггера, т. е. триггер в момент времени находится в каком-то состоянии (=0 или =1), и определяются состояния входов, чтобы триггер перешел в определенное следующее состояние .

Таблица 6.2

Настоящее состояние	Следующее состояние	Требуемые входы
0 0 1 1	0 1 0 1	0 1 0 x	x 0 1 0

На рис. 6.3 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы асинхронного RS-триггера (см. рис. 6.2).

Рис. 6.3. Временные диаграммы работы асинхронного RS-триггера

Для устойчивого функционирования триггера длительность сигнала на входах R и S должна быть не меньше времени переключения триггера, . Информационные сигналы должны поступать на входы поочередно и только после окончания переходных процессов в триггере, тогда максимальная частота переключения триггера будет равна

(6.8)

Однако при длительность выходных сигналов не будет превышать . Такие сигналы не являются достаточными для надежной передачи информации в логическую цепь, поэтому максимальная рабочая частота триггера определяется как

. (6.9)

6.1.2 Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ,-триггер (-latch)