Триггер – для новичков в радиоделе

June 21, 2014 by admin Комментировать »

Триггер – устройство, имеющее два устойчивых состояния

Существует много разновидностей триггеров Их можно собрать на транзисторах, такой триггер будет очень похож на мультивибратор Триггер можно выполнить на базовых элементах цифровых микросхем Но мы рассмотрим одну разновидность, которую называют D-триггером (триггером-защёлкой)

Когда на входе триггера происходит событие, переводящее его в другое состояние, он запоминает это состояние, пока вновь не происходит событие, меняющее это состояние

Рис 133 Опыт с микросхемой 7474 (К155ТМ2)

На первом рисунке триггер после включения имеет высокий уровень на выходе НЕ-Q (горит светодиод D2) После того, как мы нажимаем и отпускаем кнопку, единица появляется на выходе Q, зажигается светодиод D1

Впрочем, я, наверное, несколько  поторопился с D-триггером Есть более простая конструкция триггера, которая называется RS-триггер Её можно собрать на базовых логических элементах

Рис 134 RS-триггер на основе микросхемы 7400

Переключая кнопку SET-RESET, мы устанавливаем выходы в высокое состояние поочерёдно Если бы переключатель имел нейтральное положение, то  состояние выходов не менялось бы при переходе в нейтральное положение переключателя Этого можно было бы добиться, заменив переключатель двумя обычными нажимными кнопками, но программа не работает, если ни одна из кнопок не нажата Это справедливо, поскольку логическое состояние в этом случае не определено Кстати, два активных уровня на входах Set и Reset (откуда и RS-триггер) для микросхем серии К155 запрещены

Впрочем, у обычных кнопок есть режим переключения (Toggle), который можно увидеть во всплывающем меню, щёлкнув по ним правой кнопкой мышки И можно показать не только переход конструкции из одного состояния в другое, но и то, что новое состояние сохраняется

Рис 135 Переключение и запоминание состояния

В этой схеме триггера на базовых элементах 2И-НЕ используются перекрёстные обратные связи На первом рисунке у верхнего элемента на первом входе ноль, на выходе единица Нижний элемент имеет две единицы на входе и ноль на выходе Когда верхняя кнопка выключается (второй рисунок), а нижняя включается, ситуация меняется на обратную И состояние сохраняется при том, что обе кнопки выключены

Если выход верхнего элемента мы будем считать прямым, а выход второго инверсным, то кнопка, устанавливающая выход верхнего элемента в состояние единицы, будет кнопкой SET (установки) Другая кнопка будет кнопкой сброса (RESET) прямого выхода Точнее, входы, к которым подключены кнопки, будут входами SET и RESET

Но нас интересуют не кнопки Мы провели эксперименты, которые показали: RS-триггер можно выполнить на базовых элементах триггер запоминает состояние

Вернёмся к D-триггеру Он тоже имеет входы S (установки) и R (сброса) Проверим, так ли они работают, как в нашем эксперименте

Рис 136 Работа входов S и R D-триггера

К назначению входов S и R D-триггера мы вернёмся позже, а сейчас отметим, что по этим входам триггер работает, как RS-триггер Кружки у входов R и S означают, что активный уровень сигнала низкий Иногда это отмечают чёрточкой сверху обозначения вывода, как это сделано у инверсного выхода D-триггера Пассивное состояние входов достигнуто за счёт того, что входы подключены через резисторы к плюсу питания

Мы убедились, что триггер запоминает состояния Убедимся, что триггер, точнее, несколько триггеров, объединённых вместе, могут «считать» события

Из выводов D-триггера мы не рассмотрели назначение входов D (он, скорее всего, дал название триггеру) и CLK Проведём эксперимент, который поможет понять назначение этих входов

Рис 137 Проверка назначения входов D и CLK

При указанном на рисунке положении переключателя SW1 на входе D уровень логической «1» Нажав и опустив кнопку CLOCK, мы перепишем единицу на прямой выход Q Переключим SW1 в другое положение, уровень логического «0», и вновь нажмём и отпустим кнопку CLOCK На прямом выходе Q появится ноль (на инверсном выходе появится единица)

Вход D служит для установки данных, которые будут переписываться на выход импульсом на входе CLK Перепись может осуществляться как передним фронтом импульса, так и задним То, каким фронтом осуществляется  перепись, обозначено на схеме  треугольником Если  угол направлен внутрь прямоугольника, то перепись передним фронтом (переходом из нуля в единицу), иначе – задним Если нажимать и отпускать кнопку CLOCK без спешки, то это можно заметить

В данный момент для продолжения рассказа интерес представляет введение обратной связи в схему

Рис 138 D-триггер с обратной связью

Нажимая и отпуская кнопку CLOCK, можно наблюдать, как меняется состояние прямого выхода (и инверсного тоже) Что мы сделали Соединили инверсный выход с входом данных То есть, каждый импульс записи (по входу CLK) будет переписывать меняющееся значение инверсного

выхода на прямой выход И пока это ещё не вызывает особого интереса Но, добавим ещё один триггер

Рис 139 Исходное состояние эксперимента с двумя D-триггерами

Предположим, что два инверсных выхода триггеров – это два разряда числа (двоичного), левый младший, правый старший Будем нажимать кнопку CLOCK

Рис 1310 Состояние триггеров после первого нажатия кнопки

Рис 1311 Состояние триггеров после второго нажатия кнопки

Рис 1312 Состояние триггеров после третьего нажатия кнопки

Этого достаточно для рисунков, но вы можете  продолжить эксперимент Итак, чем этот эксперимент интересен Запишем, согласно нашей договорённости, числа, получаемые в эксперименте: 11, 00, 01, 10 Или в десятичном виде: 3, 0, 1, 2 Последние три числа показывают, что триггеры умеют считать события на входе CLK Кроме того, становится яснее  назначение входов сброса и установки: мы могли воспользоваться ими, чтобы счёт начинался с нуля и продолжался до трёх Но, и это главное, цифровые устройства могут считать (хотя бы события по входу CLK)

Действительно в любой серии цифровых микросхем есть счётчики Мы могли бы взять прямые выходы и иначе выбрать разряды, то есть, могли получить обратный отсчёт И такая возможность у микросхем счётчиков есть

Это ещё не арифметика, но уже счёт

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

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