Триггеры

Триггеры (англ. flip-flop) — класс электронных устройств, имеющих свойство долго находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов.

Основной особенностью триггеров является способность запоминать двоичную информацию. Триггер имеет два состояния и, приняв одно за [math]0[/math], а другое за [math]1[/math], появляется возможность хранить один разряд двоичного числа. Таким образом, используя несколько триггеров, возможно хранить многоразрядные числа, а, значит, и любую двоичную информацию, ограниченную лишь количеством триггеров.

Типы триггеров

RS-триггер

RS-триггер

Простейшим триггером является RS-триггер. Он имеет два входа: [math]R[/math] (reset) и [math]S[/math] (set). При подаче [math]1[/math] на [math]R[/math], [math]0[/math] на [math]S[/math] выходное значение триггера становится нулем (происходит сброс значения), при подаче [math]0[/math] на [math]R[/math], [math]1[/math] на [math]S[/math] выходное значение триггера становится единицей (происходит установка нового значения). При подаче двух нулей триггер свое состояние не меняет, выходное значение при подаче двух единиц не определено. На [math]Q[/math] подается выходное значение, [math]\overline{Q}=\neg Q[/math].

[math]R[/math]	[math]S[/math]	[math]Q[/math]
0	0	Предыдущее значение
0	1	1
1	0	0
1	1	Не определено

Синхронный RS-триггер

Синхронный RS-триггер

Существенным недостатком RS-триггера является то, что если один из сигналов на вход придет раньше другого, триггер примет неправильное состояние. Для того, чтобы избежать этой проблемы, вводится еще один входной сигнал — сигнал синхронизации. Синхронный RS-триггер будет как-либо реагировать на входные сигналы только в том случае, когда на вход [math]C[/math] подана единица. В остальном синхронный RS-триггер не отличается от обычного RS-триггера.

[math]C[/math]	[math]R[/math]	[math]S[/math]	[math]Q[/math]
0	0	0	Предыдущее значение
0	0	1	Предыдущее значение
0	1	0	Предыдущее значение
0	1	1	Предыдущее значение
1	0	0	Предыдущее значение
1	0	1	1
1	1	0	0
1	1	1	Не определено

JK-триггер

JK-триггер

JK-триггер по принципу работы похож на синхронный RS-триггер. [math]J[/math] (jump) является аналогом [math]S[/math] (set), [math]K[/math] (kill) является аналогом [math]R[/math] (reset). При подаче единицы на бит синхронизации и при подаче единицы на [math]J[/math] и нуля на [math]K[/math] на выходе единица, при подаче нуля на [math]J[/math] и единицы на [math]K[/math] на выходе ноль. При обоих нулях выдается предыдущее значение. Существенным отличием JK-триггера от RS-триггеров является то, что состояние с двумя единицами на входе определено. При обеих единицах на выход подается инвертированное предыдущее значение. Стоит заметить, что JK-триггер существует только с синхронизацией, потому что без синхронизации при подаче на входы двух единиц, триггер бы постоянно переключался и не остановился бы в каком-то конкретном значении, а, если есть синхронизация, при подаче двух единиц, триггер меняет значение только при изменении сигнала синхронизации.

[math]C[/math]	[math]J[/math]	[math]K[/math]	[math]Q[/math]
0	0	0	Предыдущее значение
0	0	1	Предыдущее значение
0	1	0	Предыдущее значение
0	1	1	Предыдущее значение
1	0	0	Предыдущее значение
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	Инвертированное предыдущее

JK-триггер является универсальным триггером, на его основе можно построить множество других триггеров, например RS-триггер.

RS-триггер через JK-триггер

T-триггер

T-триггер

T(toggle)-триггер является триггером, изменяющим свое выходное значение на противоположное на каждом такте, когда на входы [math]T[/math] и [math]C[/math] поданы единицы. На основе нескольких T-триггеров можно построить счетчик. T-триггер тоже строится на основе JK-триггера.

[math]C[/math]	[math]T[/math]	[math]Q[/math]
0	0	Предыдущее значение
0	1	Предыдущее значение
1	0	Предыдущее значение
1	1	Значение меняется на каждом такте

D-триггер

D-триггер

D(delay)-триггер позволяет сохранять предыдущее значение. При подаче единицы на бит синхронизации идет запись значения, которое подается на вход [math]D[/math]. Когда на бит синхронизации подается ноль, значение на выходе равно записанному раньше значению. С помощью восьми D-триггеров можно построить простейшую восьмибитную ячейку памяти.

[math]C[/math]	[math]D[/math]	[math]Q[/math]
0	0	Записанное ранее значение
0	1	Записанное ранее значение
1	0	Запись [math]0[/math]
1	1	Запись [math]1[/math]