Тригеры

            Kai valdantysis signalas C = 1, informaciniai signalai S ir R patenka į trige­rio įėji­mus ir tuomet sinchroninis SR trigeris veikia lygiai taip pat, kaip ir bazinis SR trigeris. Valdan­tysis signalas C = 0 informacinių signalų nepraleidžia, todėl tri­ge­­ris būvio nekeičia. Atkreipkite dė­me­sį į labai svarbų dalyką: draudžiantis trigeriui veikti signalas C = 0 suformuoja pasyvųjį signalų derinį bazinio SR trigerio įėjime ir nekeičia prieš tai buvusio trigerio būvio. Tai reiškia, kad signalas C = 0 "pagauna į spąstus" įrašytą trige­ryje informaciją ir "laiko ją spąstuose" tol, kol pats nenustoja veikęs. Tuo ir paaiškinamas angliškasis šio tipo trigerių pavadinimas latch – spąstai. Sinchro­ni­niai SR trigeriai pagal visų jų įėjimų pirmą­sias raides dar vadinami SRC trigeriais, arba, pa­brėžiant, kad vartai trigerio įėjime yra laiko vartai – SRT trige­riais, čia raidė T reiškia laiką (time).

Remdamiesi bazinio SR trigerio charakteringąja lygtimi  Q = SR + qR ir paveikslo 19, a logine schema, užrašysime sinchroninio SR trigerio charakte­rin­gąją lygtį:

            Q = S× C× R× C + q× R× C = S× C× (R + C) + q× (R +C) =

                                                = SCR + SCC + qC + qR = SCR + qC + qR   

            Remdamiesi sinchroninio SR trige­rio su baziniu SR trigeriu cha­rak­­te­ringąja lygtimi, sudarysime šio trigerio Karno diagramą (20 pav.). Įvertin­sime, kad į sin­chroninį SR tri­ge­rį paduodamas vie­nas vidinio įėji­mo (grįžtamojo ryšio) signalas q ir trys išoriniai įėjimo sig­nalai C, S ir R. Atkreipkite dėmesį į tai, kaip sudaroma Kar­no diagrama, kai išil­gai vienos jos kraštinės rašo­mos trijų loginių kintamųjų reikš­mės. Pir­miausia nuo­sek­­liai du kartus užrašome visas dviejų loginių kintamųjų kom­bi­na­ci­jas įprasta Grėjaus kodo eilės tvar­ka: 00, 01, 11, 10 ir 00, 01, 11, 10. Po to pirmojo ket­ver­to priekyje įrašo­mas nulis, antrojo ketverto – vienetas. Griežtai ta­riant, tokiu būdu sudarė­me dvi atskiras Karno diagramas su trimis loginiais kinta­mai­siais q, S ir R: vieną dia­gramą, kai        C = 0, ir kitą, kai C = 1.

Pažymėsime, kad diagramos dalį, kurioje C = 0, užpildo tik stabilūs būviai. Kitaip ir negali būti, nes kol C = 0, trigeris negali keisti bū­vio nei po Dt, nei po bet kurio kito laiko. Tai įver­tinę galime teigti, kad Karno dia­gramos dalis, ati­tin­­kan­ti valdantį signalą C = 0, yra neinfor­matyvi, todėl ir nebūtina.

Kai C = 1, trigeris veikia kaip bazinis SR trigeris, todėl jam įėjimo signalų rinkinys CSR = 111 yra draudžiamas rinkinys.

Remdamiesi charakteringąja lygtimi arba užpildytąja Karno diagrama, ga­li­me nubraižyti sin­chroninio SR trigerio būvių kaitos dia­gramą (21 pav.). Šią dia­gra­mą lengviau sudaryti pagal Kar­no diagramą: visi stabilūs, lygūs 0, būviai Karno diagra­moje reiš­kia grįžimą į a būvį; visi stabilūs, lygūs 1, būviai – grįžimą į b būvį; nesta­bilūs bū­viai, lygūs 0, – perėjimą iš nesta­bi­laus a būvio į stabilų b būvį; ne­sta­bilūs būviai, lygūs 1, – perė­jimą iš nestabilaus b bū­vio į stabilų a būvį.

Sinchroniniai D trigeriai

            Klasifikuodami trigerius sakėme, kad D (angliškai D interpretuojamas dve­jo­­pai: data arba delay) trigeris – tai SR trigeris su vienu in­for­maciniu įėjimu D = S; įėjimas R sudaromas kaip įėjimo S inversija. Pagal tokį D trigerio apibrėžimą nu­brai­žyta sin­chroninio D trigerio (angl. – gated D latch) funkcinė schema parodyta 22 paveiksle. Ši trige­rio sche­ma elimi­nuo­ja draudžiamą sig­nalų rin­kinį SR = 11 (arba CSR = 111). Kai valdy­mo įėjimo sig­­na­­las C = 1, in­for­­ma­­cinio įėjimo sig­na­las D = 1 nu­­stato trigerio būvį Q = 1 (b būvį), o sig­na­las D = 0 – būvį Q = 0 (a būvį). Taigi signalų rinkinys CD = 11 nustato, arba įrašo, trigerį, o rin­kinys CD = 10 jį numeta, arba ištrina.

            Asinchroninio D trigerio funkcinė schema skirtųsi nuo 22, a paveiksle pa­ro­­dytos schemos tik tuo, kad vietoj sinchroninio SR (SRC) trigerio būtų asin­chro­ni­nis SR trigeris – bazinis SR trigeris. Tokio trigerio pagrindinio išėjimo signalas Q bū­tų toks pat, kaip informacinio įėjimo signalas D:  Q = 1, kai D = 1, ir  Q = 0, kai  D = 0. Kadangi šis trigeris nekeičia įėjimo signalo, o tik pakartoja, pavėlinęs laiku Dt, tai jis kartais vadinamas vėlinimo trigeriu, tai yra, angliškoji santrumpa D inter­pre­tuojama ne kaip data, bet kaip delay.

            Čia pažymėsime, kad visi elementarūs asinchro­niniai po­ten­cialiniai trigeriai SR, D, JK ar T ir visi elementarūs sinchro­niniai trigeriai, kai jų valdymo įėjime veikia signalas C = 1, išėjime Q pakartoja suvėlintą informa­cinių įėjimų S, D, J arba T sig­nalą.

            Taikydami tą pačią metodiką, kaip ir sin­chro­ninio SR trigerio atveju, už­ra­šy­­sime sinchro­ninio D trigerio charakteringąją lygtį ir sudarysime jo Karno bei bū­vių kaitos dia­gramas. Tarkime, kad sinchroninis D trigeris yra sudarytas iš loginių elemen­tų IR-NE, kitaip tariant, sinchroninį SR trigerį sudaro bazinis ~S~R trigeris su loginių elementų IR-NE laiko vartais. Prisiminkite, kad loginiai elementai IR-NE paprastai naudo­jami visose TTL serijų mikroschemose.

            Toliau nagrinėsime sinchroninio D trigerio lai­ko diagramas. Trigeris veiks be klaidų, jei in­for­macinio įėjimo signalas D išliks toks pats šiek tiek prieš ir šiek tiek po valdymo įėjimo signalo C poky­čio, tai yra, C sig­nalo parengties (setup time) ir įtvirtinimo (hold time) lai­ku. Priešingu atveju neiš­ven­giame neapi­brėž­­tumo, nes neaišku, kuris signa­las – C ar D – pakito anks­čiau.

            Pagal konkrečius C ir D signalus su­darytos sin­chroninio D trigerio išėjimo sig­nalo Q laiko dia­gramos parodytos 24 paveiksle (čia tsu ir th – sig­na­lo C parengties bei įtvirtinimo laikai).          

Sinchroniniai JK trigeriai

            Minėjome, kad tarp JK trigerių išėji­mų ir įėjimų būna sudarytas kryžminis grįžtamasis ryšys: tai yra trigerio įėjimas S arba kitas jį atitinkantis įėjimas sujun­gia­mas su inversiniu trigerio išėjimu Q, o įėjimas R arba kitas jį atitinkantis įėjimas – su tiesioginiu trigerio išėjimu Q.

            Sinchroniniuose JK trigeriuose (angl. – gated J-K latch) grįžtamojo ryšio signalai nukreipiami į įėjimus pro laiko vartus. Šitaip sudarytos sinchroninio JK tri­ge­­rio su baziniu SR trigeriu loginė ir funkcinė schemos bei trigerio grafinis žymuo parodyti 26 paveiksle.

            Trigerio įėjimas J (jump) pagal paskirtį atitinka SR trigerio įėjimą S, o įėji­mas K (keep) – įėjimą R. Tai, kad grįžtamasis ryšys yra kryžminis, vaizdžiau matyti iš trigerio funk­cinės schemos. Išnagrinėję 26 paveiksle parodytą loginę sche­mą galime įsiti­kinti, kad JK trigeryje, kaip ir D trigeryje, bazinio trigerio įėjimų signalų derinys SR = 11 neįmanomas.

            Remdamiesi bazinio SR trigerio charakteringąja lygtimi Q = SR + qR, užra­šysime sinchroninio JK trigerio su baziniu SR trigeriu charakteringąją lygtį. Pagal 26, a paveikslo loginę schemą bazinio trigerio įėjimų signalus S ir R galime apra­šy­ti šitaip: S = qCJ  ir R = qCK . Įrašome šias S ir R reikšmes į SR trigerio cha­rak­te­ringąją lygtį. Tuomet 

            Q = qCJ× qCK + q× qCK .

Atlikę nesudėtingus pertvarkymus, gauname šitokią sinchroninio JK trigerio cha­rak­­te­rin­gąją lygtį:

            Q = qCJ + qC +qK .

Pagal šią charakteringąją lygtį suda­rytoji Karno diagrama parodyta 25 pa­veiksle. Kaip ir visų sinchroninių trige­rių, taip ir aptariamojo JK trigerio būviai, kai dra­udžiantis valdantysis sig­nalas C = 0, esti tik stabilūs (kairioji Karno diagramos dalis).

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12