Кожен, хто цікавиться електронікою, повинен знати про такий пристрій, як тригер, що це таке і для чого він потрібен. З часів перших ЕОМ і донині, вся обчислювальна техніка базується на цих нескладних електронних приладах. Завдяки використанню тригерних систем стало можливим реалізовувати оперативні запам'ятовуючі пристрої - швидку пам'ять для тимчасового зберігання даних, що використовуються при обчисленнях. Однак сфера їх застосування не обмежується лише цим. Тригерні схеми широко використовуються в розробці найрізноманітнішої цифрової електроніки, в першу чергу там, де необхідні пристрої пам'яті: лічильники, перетворювачі коду, послідовні порти, цифрові фільтри і так далі.
Вивченню даної теми варто приділити належну увагу, так як ці знання є базовими для роботи з цифровою технікою. Випускники вузів, яким не знайомий принцип роботи тригера, не мають шансів знайти собі гідну роботу за фахом. Тому тим, хто цікавиться електронікою всерйоз, необхідно обов'язково розібратися, що таке тригер, як він працює, які бувають різновиди і де він застосовується.
Загальні відомості і базові поняття
Отже, тригер - це відносно простий електронний елемент, головним властивістю якого є стійке збереження свого стану протягом тривалого часу. Всього існує два можливих стани: логічний 0 (нуль) або 1 (одиниця). Запис інформації в тригер проводиться стрибкоподібним зміною його стану під впливом надходять на входи спеціальних командних сигналів. Як правило, у будь-якого тригера є два виходи - прямий (що відображає поточний стан елемента) і інверсний (приймає протилежне прямому виходу значення).
Переходи між станами тригера відбуваються практично моментально, тому перехідними затримками за часом на практиці нехтують. Обсяг пам'яті одного триггерного елемента порівняно невеликий і, як правило, становить 1 або кілька біт, що дозволяє йому зберігати окремі невеликі кодові комбінації, сигнали і так далі. Ці пристрої є базовими елементами, з яких формується оперативна пам'ять. В основі роботи тригера лежить система, що базується на двох і більше логічних елементах: І-НЕ або АБО-НЕ, які включені за схемою з позитивним зворотним зв'язком.
Тригерна схема може зберігати дані в пам'яті рівно до тих пір, поки присутній харчування.
При відключенні напруги живлення стан елемента скидається. Якщо потім знову включити струм, значення на виході тригера може прийняти випадкову величину - або 0, або 1. З цієї причини при розробці цифрової схеми необхідно передбачати момент приведення тригерних елементів в початковий стан.
Тригер зібраний на реле
Найпростішими схемами є RS тригери. Букви S і R означають англійські слова set і reset - «установка» і «скидання» відповідно. Цими літерами позначаються два входи пристрою, один з яких (S) при надходженні сигналу призводить до зміни стану тригера, а другий (R) - скидає елемент в стартове стан. Анімація нижче ілюструє принцип роботи триггерной схеми, зібраної з декількох електромагнітних реле.
Принцип роботи тригерній схеми
У початковому стані система знаходиться в положенні 0 (логічний нуль або «FALSE»), про що свідчить не горять лампочка на прямому виході Q. Інверсний вихід, що позначається з рискою нагорі, відповідно, показує рівень логічної одиниці (1), тому лампа на ньому горить .
При замиканні ключа S, що символізує подачу на вхід одиничного сигналу, на реле подається позитивна напруга і відбувається перехід тригера в логічне стан 1 або «TRUE», відповідно, лампочка на прямому виході загоряється, а на інверсному гасне. Потім відбувається скидання системи шляхом замикання ключа R, тригер переходить в стартове стан. Однак до того моменту, як буде натиснута кнопка скидання, він продовжує зберігати той стан, в яке його привело замикання ключа S.
Принцип роботи RS тригера
Система, представлена вище, за допомогою електромагнітних реле ілюструє роботу тригера на елементах АБО-НЕ. Однак в сучасних схемах електромеханічні прилади давним-давно не використовуються, зараз вони збираються з електронних логічних елементів на транзисторах, укладених усередині інтегральних мікросхем. До того ж для їх реалізації можна використовувати різні базиси. Приклад схеми RS тригера на елементах І-НЕ, охоплених позитивним зворотним зв'язком.
Транзисторна схема RS тригера
При подачі на S-вхід 0, згідно логічної функції І-НЕ, на прямому виході Q виникне 1, а на інверсному - 0. Якщо при цьому на вхід S знову подати 1, стан тригера не зміниться, так як по таблиці істинності І- НЕ при подачі на входи елемента комбінації 0 і 1 або 0 і 0, на виході завжди буде 1. Таким чином, триггерная схема зберігає отримане значення незмінним. Скинути значення Q назад в 0 можна, тільки подавши сигнал на відпущення вхід R. Практично роботу RS тригера можна поспостерігати, зібравши таку схему на транзисторах.
Тригери JK і D
Д тригер - невід'ємна частина більшості мікропроцесорів, так як входить до складу регістрів зсуву і зберігання. Вони знаходяться в числі найбільш часто використовуваних схем. Назва D тригери походить від основної характерної риси - освіти затримки (D - Delay). У нього є два входи: D (інформаційний) і C (управитель). Сигнал з D задає стан схеми, але тільки якщо при цьому на C є дозвіл на запис.
Якщо вхід синхронізації C повідомляє 0, це означає, що запам'ятовування заборонено і вихідний сигнал пристрою ніяк не повинен залежати від інформації, переданої на D. Запис даних починається тільки тоді, коли на C подається 1. У цьому випадку стан тригера повністю залежить від D, але якщо на керуючий вхід знову подати 0, тригер запам'ятає останнє значення і перестане реагувати на сигнали, поки синхронізація не дозволить запис.
JK тригер самий універсальний і складний з усіх. Принцип роботи подібний до RS, проте у нього немає невизначеного стану, яке викликається одночасною подачею на входи двох одиниць. Він має наступні входи:
- S - інсталяційний;
- R - скидає;
- C - синхронізація;
- J і K.
Висновок по темі
Тригерні пристрою є ключовою складовою сучасних електронно-обчислювальних систем. Їх принцип дії розглянуто вище, а також розібрані приклади їх реалізації на реле і транзисторах.
Система АСКОЕ - розшифровка і призначення
Як перевірити акумулятор - способи і рекомендації
