Самый простой триггер

June 27, 2010 by admin Комментировать »

Самый простой триггер можно получить, если в схемах одновибраторов на рис. 16.7 удалить RC-цепочку и соединить напрямую выход первого элемента со входом второго. Если схема находится в состоянии, при котором на выхо­де уровень логической единицы, то кратковременная подача отрицательного уровня на вход, как и в случае одновибратора, перебросит выход в состояние логического нуля. Но теперь уже нет конденсатора, который осуществляет отрицательную обратную связь и в конце концов возвращает схему в исход­ное состояние, потому в этом состоянии схема останется навечно, если мы что-то не предпримем. Чтобы вернуть ее в исходное состояние, надо подать точно такой же сигнал, но на вход второго элемента, который (вход) в схеме одновибратора у нас отсутствует. Если мы его введем, то получим симмет­ричную схему с двумя входами, которые обозначаются буквами R и S (от слов Reset и Set, то есть «сброс» и «установка»). Само же устройство носит название RS-триггера. Оба варианта такой схемы на элементах «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ» показаны на рис. 16.8.

clip_image002

Рис. 16.8. Схемы триггеров на элементах «И-НЕ» (а) и «ИЛИ-НЕ» (б)

Нет нужды перебирать все состояния этих схем и приводить соответствую­щие таблицы истинности, нужно только твердо запомнить, что подача им­пульса на вход R всегда устанавливает на прямом выходе Q состояние логи­ческого нуля. (Легко сообразить, что если поменять все обозначения местами: Я’на S, а прямой выход Q на инверсный Q, то в схеме ничего не изменится.)

Вход S, естественно, здесь означает ровно противоположное— установку выхода Q в состояние логической единицы, но в отличие от входа R, который всегда означает обнуление, вход S в различных устройствах может использо­ваться и в немного других целях, а чаще вообще отсутствует. Входы R и S могут управляться различными полярностями сигнала в зависимости от по­строения триггера — для схемы на элементах «И-НЕ» по рис. 16.8, а это низ­кий уровень, потому входы R и S обозначены с инверсией. Уровни, которые меняют состояние триггера, называются «активными», так, для схемы по рис. 16.8, а активным является низкий уровень. «Более правильная» схема в этом смысле — на элементах «ИЛИ-НЕ» по рис. 16.8, б, в ней активный уро­вень соответствует положительной логике, то есть он высокий. Обратите внимание, что установка дополнительных инверторов по входу, казалось бы, превращает схему по рис. 16.8, а в схему по рис. 16.8, б, но только в смысле полярности активных уровней, прямой и инверсный выходы при этом оста­нутся на своих местах.

В схемах RS-триггеров подача активного уровня на R-вход ничего не меняет, если выход Q уже был в состоянии логического нуля, то же самое справедли­во для S-входа при выходе в состоянии логической единицы. Однако, пока на соответствующем входе действует напряжение активного уровня, подача активного уровня на второй вход запрещена. Это не означает, что триггер при этом сгорит, просто он потеряет свои триггерные свойства — на обоих выхо­дах установится один и тот же уровень, а после одновременного снятия ак­тивного уровня со входов состояние будет неопределенным (точнее, будет определяться тем элементом, который переключится чуть позже другого). Неопределенное состояние будет и после подачи питания, поэтому нужно принимать специальные меры для установки схемы в нужное состояние по­сле включения. Наиболее распространенной такой мерой является подача определенного уровня в начальный момент времени на один из нужных вхо­дов с помощью RC-цепочки.

clip_image004

Рис. 16.9. Схемы триггеров с предустановкой при включении питания: на двухвходовых элементах (а) и на трехвходовых элементах (б)

Ввиду практической важности этого способа я приведу варианты соответст­вующей схемы, несмотря на ее очевидность, (рис. 16.9). В них конденсатор в первый момент времени после подачи питания разряжен и на входе логиче­ского элемента оказывается положительный уровень, который устанавливает триггер в состояние логического нуля на выходе Q. Затем конденсатор заря­жается и в дальнейшем RC-цепочка больше не оказывает влияния на работу схемы. Постоянную времени ЛС лучше выбирать побольше, чтобы к моменту зарядки конденсатора успели пройти все переходные процессы, на схемах по рис. 16.9 она равна примерно 0,5 мс. Естественно, при этом следует позабо­титься, чтобы на «настоящих» RS-входах к моменту окончания заряда кон­денсатора был неактивный уровень, иначе все пойдет насмарку. Чтобы избе­жать нагромождения инверторов, можно в этой схеме использовать трехвходовые элементы (561 ЛЕЮ), как показано на рис. 16.9, б.

Естественно, RS-триггеры выпускают и в интегральном исполнении (561ТР2 содержит четыре простых RS-триггера). Все более сложные триггеры, а так­же счетчики в интегральном исполнении обязательно имеют отдельные асинхронные RS- или хотя бы только R-входы. Причем соответствующий вход у любого устройства, его имеющего — от микропроцессоров до счетчи­ков — является асинхронным, то есть вся система обнуляется в момент пода­чи импульса по входу R, независимо от того, что в этот момент она делает (говорят еще, что вход Reset — вход обнуления — имеет «наивысший при­оритет»). Именно это происходит, скажем, когда вы нажимаете кнопку Reset на системном блоке вашего компьютера.

clip_image006

Рис. 16.10. Схемы «антидребезга» на RS-триггерах

Использование RS-триггера является самым кардинальным способом реше­ния проблемы дребезга контактов. Стандартная схема показана на рис. 16.10, а, однако нет никакой нужды городить такую схему с резистора­ми, относительно которых еще нужно соображать, к чему их подключать (для варианта с «ИЛИ-НЕ» их пришлось бы присоединять с «земле», а не к питанию). На рис. 16.10, б показана упрощенная схема, которая работает точно так же и при этом в ней можно использовать любые инверторы, в том числе и одновходовые. Общим недостатком схем «антидребезга» как с RS-триггерами, так и с использованием элемента «Исключающее ИЛИ» (рис. 15.8, б) является необходимость использования переключающей кнопки с тремя выводами, которых на рынке предлагается гораздо меньше, чем обычных замыкающих и размыкающих с двумя контактами. Попробуйте приспособить двухвыводную кнопку к любой из указанных схем, и вы сами придете к выводу, что это невозможно. Поэтому на практике часто приходит­ся использовать схему «антидребезга» с использованием одновибратора (в том числе реализованного программными способами в микроконтролле­рах) — при всех ее недостатках,

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты