4.1. RS – ТРИГГЕР

Триггер – это последовательностная схема с двумя состояниями, каждое из которых при определенных условиях на входах поддерживается постоянным (т.е. стабильным). Каждому из этих состояний ставится в соответствие логическое значение, которое «хранит» триггер.

Подпись:  
Рис. 4.1. RS-триггер
У триггера должна быть, по крайней мере, одна выходная линия, представляющая логическое значение, соответствующее состоянию триггера. Когда на выходной линии логическая 1, говорят, что триггер установлен, в противном случае говорят, что триггер сброшен. Триггер имеет несколько входных линий, сигналы на которых (вместе с текущим состоянием триггера) определяют следующее состояние триггера. От функций входных линий зависит тип триггера.

Простейшим триггером является RS-триггер. RS-триггер имеет два входа и два выхода. Входы и выходы триггера имеют свои обозначения. Один из входов триггера называется установочным входом и обозначается буквой S (от английского set — установить), а другой — входом сброса и обозначается буквой R (от reset — сбросить). Триггер (рис. 4.1) имеет два симметричных выхода: на одном выходе (условно называемом прямым выходом) сигнал представляется без отрицания (выход Q), а на другом – с отрицанием ( – инверсный выход).

Подпись: Таблица 4.1
Таблица истинности 
RS-триггера

S	R	Q
0	1	0
0	0	0
1	0	1
0	0	1
1	1	Х

Таблица состояний (табл. 4.1) RS-триггера в сокращенной форме содержит два входных сигнала (сигналы R и S) и один выходной сигнал Q (функция). Хотя триггеры имеют два выхода — один прямой Q, а другой — инверсный `Q, в описании триггера и в таблице состояний указывают лишь состояние прямого выхода Q.

Из таблицы состояний триггера видно, что при подаче на вход R уровня логической «1» триггер принимает состояние логического «0», а при подаче управляющего сигнала «1» на вход S — состояние «1». Следует отметить также, что если до подачи управляющего сигнала, например, на вход R, триггер находился в состоянии логического «0», его состояние не изменится и после подачи сигнала «1» на вход R. Если на обоих входах триггера имеются уровни логического «0» — это состояние соответствует режиму хранения и триггер сохраняет предыдущее состояние. При подаче на входы R и S одновременно уровня «1» триггер будет находиться в неопределенном (или неправильном) состоянии, поэтому такое сочетание сигналов R и S называется запрещенной комбинацией управляющих сигналов и в таблице состояний обозначается буквой Х.

Анализ таблицы показывает, что только в ситуациях, описываемых строками 1 и 3, происходит изменение состояния триггера.



В ситуациях, описываемых строками 2 и 3, триггер находится в режиме хранения.

Особенность RS-триггера заключается в том, что при подаче одновременно на входы R и S сигнала, соответствующего логической 1, состояние триггера становится неопределенным: на обоих выходах Q и  установится уровень «0», а после снятия со входов управляющих сигналов, в силу случайных причин, триггер может установиться в состояние «0» либо «1». Очевидно, что для нормальной работы триггера необходимо исключить указанное сочетание входных сигналов, приводящее к неопределенному состоянию.

На рис. 4.2 показано обозначение RS-триггера на принципиальных и функциональных электрических схемах.

Подпись:  
Рис. 4.2. Схемное обозначение RS-триггера

Из таблицы состояний может быть получено уравнение, описывающее поведение триггера. Это уравнение носит название характеристического уравнения триггера. Оно показывает, как меняется состояние триггера в зависимости от текущих значений состояния и входов:

,

где Q0 – значение предыдущего (хранимого) состояния  триггера.

Применив закон де Моргана, преобразуем полученное выражение в базис И-НЕ:

.

Схема RS- триггера, реализованного в  базисе «И-HЕ», приведена на рис. 4.3.

Из формулы RS-триггера видно, что при реализации его в базисе «И-НЕ», триггер управляется сигналами низкого уровня, т.е. уровня логического «0» (если не предусмотрены инверторы). Для приведения поведения триггера, выполненного на элементах «И-HE», в соответствие с таблицей состояний сигналы S и R необходимо инвертировать.

Из анализа схемы рис. 4.3 очевидно, что простой RS-триггер можно сконструировать, соединив «крест-накрест» два элемента «И-НЕ».

Входные линии триггера обозначены как и , поскольку триггер устанавливается при и сбрасывается при . Такой триггер иногда называют RS-триггер с инверсными входами или конъюнктивной бистабильной ячейкой.

На рис. 4.4 показано обозначение RS-триггера с инверсными входами на принципиальных и функциональных электрических схемах.