Асинхронный RS триггер (простейшая ячейка памяти)

Элементы памяти. Триггерные схемы.

Триггер – это устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний (0 или 1) в течении определенного промежутка времени, т.о. триггер – это простейшее устройство, для хранения одного бита информации.

Триггеры могут использоваться в схемах как отдельно, так и в составе устройств (регистров, счетчиков).

По законам функционирования триггеры делятся на 4 основных типа:

1. RS;

2. D;

3. JK;

4. T.

По способу синхронизации триггеры делятся на:

- асинхронные;

- синхронные.

Синхронные триггеры:

- одноступенчатые;

- двуступенчатые.

Рассмотрим схему на двух элементах «2ИЛИ-НЕ» с обратной связью и выполним анализ ее функционирования с помощью таблицы истинности.

Наличие обратной связи обеспечивает время запоминания предыдущего состояния. Схема симметрична, но стандартна. Выход обозначается и . Эта схема является триггерной, а тип уточняется по таблице истинности.

Таблица истинности (прямая таблица переходов триггера)

x1 (R)	x2 (S)	Qt	Qt+1	Сост
				Save
				Set
				Reset
			*	Запр. комбинация
			*

Определим активный уровень сигнала для базового элемента («ИЛИ-НЕ»):

1 – активный,

0 – пассивный.

1) x₁ = x₂ = 0: .

Вывод: При двух пассивных сигналах на внешних выходах триггер хранит

предыдущее состояние.

2) x₁ = 0, x₂ = 1: , через 10 нс.

Еще через 10 нс (t1+t2=20нс) на выходе первого элемента установится стабильное значение «1».

3) x₁ = 1, x₂ = 0.

Т.к. схема симметрична, то значения выходов поменяются.

4) x₁=x₂=1:

,

.

Таким образом, , что противоречит закону функционирования устройства и является не стабильным состоянием.

Активность двух внешних входов является запрещенной комбинацией и обозначается *.

Активность входа x₂ приводит к комбинации Set, поэтому x₂ называют S, по аналогичной причине вход x₁ называют R.

Условное графическое обозначение асинхронного RS триггера:

Вывод: Схема на двух элементах «2ИЛИ-НЕ» соответствует асинхронному RS триггеру с прямым управлением (т.к. активный уровень – «1»).

Пример временной диаграммы:

Чтобы заполнить временную диаграмму необходимо задать импульсы на входы сигналов R и S, выбрать момент начала отсчета t₀, задать состояние входа Q до начала отсчета.

Решение заключается в том, чтобы заполнить ось выхода Q, соответственно таблице истинности триггера, т.е. показать влияние комбинации входных сигналов на состояние выхода, т.е. на формирование сигнала на выходе.

Обратная таблица переходов:

Qt	Qt+1	R	S
*
	*

8.2 Асинхронный триггер (базовая ячейка памяти)

Исследуем схему с обратной связью, построенную на двух элементах «2И-НЕ». Анализ выполним используя таблицу истинности.

Таблица истинности (прямая таблица переходов триггера):

x1 ()	x2 ()	Qt	Qt+1	Сост
			*	Запр. комбинация
			*
				Set
				Reset
				Save

Для функции «И» активный уровень – «0», а пассивный – «1».

1) x₁=x₂=0: – запрещенная комбинация.

2) x₁=0, x₂=1. -> , Set.

3) x₁=1, x₂=0.-> , Reset.

4) x₁=x₂=1: .

Условное графическое обозначение асинхронного триггера:

Инверсии на входах обозначаю то, что триггеры управляются нулем.

Вывод: Данная схема соответствует одноступенчатому асинхронному RS триггеру с инверсным управлением (- триггер). Эта схема является базовой, для построения схем других типов.