Тригеры

            Žinodami, kaip veikia SRC tri­­ge­­­­riai, galime nubraižyti dinaminio D tri­gerio išė­ji­mo signalo laiko diagra­mas, atitin­kan­čias konkrečias įėjimo sig­nalų lai­ko diagramas (36 pav). Šiame paveiksle parodėme ir signalo Q1 laiko diagramą. Kad būtų paprasčiau, signalų vėlinimo laikų neparodėme.

Tarkime, kad pradinis Q1 ly­gis bu­vo žemas. Iš 36 paveikslo lai­ko diagramų matyti, kad D trige­ris yra valdomas (išėjime Q atkartoja įėjimo D sig­nalą) tik sig­na­lo C prieki­nio fronto metu: Q po C priekinio fronto yra D iki C prie­kinio fronto. Kol trunka neigiamas C im­pul­sas, D trige­ris negali perei­ti į kitą būvį, nes yra neval­domas antrasis tri­geris. Kol trunka teigiamas C im­pul­sas, D trige­ris negali perei­ti į kitą būvį, nes tuomet pirmasis tri­geris yra neval­domas. Ar tri­ge­ris valdo­mas bent priekinio C fronto metu? Taip, nes leidimas keisti būvį į ant­rą­jį trigerį ateina anksčiau, negu draudimas į pirmąjį trigerį. Tad antrasis trigeris jau valdo­mas, kai pir­ma­sis dar valdo­mas. Tas laiko intervalas, kai, pasibaigus signalo C prie­ki­niam frontui, dina­mi­nis trigeris perduoda signalą iš įėjimo D į išėjimą Q, yra labai trumpas ir lygus inverterio vėlinimo laikui. Tik to trumpo inter­va­lo metu abu nuo­sek­liai sujungti trigeriai turi lei­di­mą keisti būvį.

            Dinaminio D trigerio, valdomo priekiniu (a) ir galiniu (b) C įėjimo impulso frontu, gra­finiai žymenys parodyti 39 paveiks­le.

            Priekiniu frontu valdomą dinaminį trigerį galima paversti galiniu frontu valdomu, įjungus į C įėji­mą papildomą inverterį (37 pav.).

            Iki šiol nagrinėjome tik dinaminį D trige­rį. Tačiau esti ir kitokių dinaminių trige­rių. Iš to, kas iki šiol pasa­ky­ta, ne­sun­ku prieiti išva­dą, kad asin­chro­ni­nių dina­mi­nių, kaip ir MS, trigerių nebūna. Be ap­tartojo D trigerio dar gali būti SR, JK ir T dinaminiai trigeriai.

            Nuo dinaminio D trigerio funkci­nės sche­mos (35 pav.) mažiausiai ski­riasi SRC dinaminio trigerio schema. Ją gausime, pašalinę inverterį, jun­­giantį D įėjimą su pirmojo SRC tri­gerio R įėjimu, o pastarąjį naudodami kaip sa­varankišką di­na­minio trigerio įėjimą.

            Dinaminiai trigeriai veiks be klai­dų, jei signalai jų informa­ci­niuose įėji­muo­­­­se (D, S ir R, J ir K arba T) nekis sig­na­­lo C parengties ir įtvirtinimo metu (38 pav.).

Dinaminio D trigerio detalus aprašymas

            Tai, kad sinchroninėse trigerinėse schemose dažniausiai naudojami dina­mi­niai D tri­ge­riai, lemia kelios priežastys. Pirma, galimybė tiksliai sinchro­ni­­zuoti tokio trigerio būvių kaitą valdančiojo impulso frontu. Antra, gana nesudėtinga dinaminio D trigerio schema. Tre­čia, D trigerius aprašyti paprasčiau negu bet kuriuos kitus tri­gerius, todėl ir schemas su šiais trigeriais analizuoti ir projektuoti yra lengviau.

Šį ir 23 poskyrį, kuriais baigiame vienuoliktąjį skyrių, galėtume pava­dinti įvadu į tryliktąjį skyrių, skirtą sinchroninių trigerinių sche­mų projektavimui. Kadan­gi dinaminis D trigeris yra sinchroninė trigerinė schema, tai ir kitos sinchroninės tri­ge­rinės schemos aprašomos ir nagrinėjamos taip pat, kaip ir aptariamasis trigeris.

            Šiame poskyryje užrašysime dinaminio D trigerio charakteringąją lygtį, su­da­rysime jo Kar­no, įvy­kių ir būvių kaitos diagramas.

            Kaip ir bazinių trigerių, taip ir dinaminio D trigerio charakteringąją lygtį užra­­šy­sime remdamiesi vėlinančiojo trigerio modeliu. Šio trigerio funkcinė schema pa­ro­dyta 40, a paveiksle, loginė schema (modelis) – 40, b paveiksle. Modelio vėlinimo  grandis  įjungta į  grįžtamojo  ryšio  kilpą  taip,  kad ji atskirtų trigerio  šio

būvio ir kito būvio išėjimo signalus. Pirmojo trigerio kito būvio išėjimo signalas Y1 yra šio būvio išėjimo signalo y1, informacinio signalo D ir valdančiojo signalo C funkcija. Loginė schema vaiz­džiai rodo, kad informacinio įėjimo signalas D pasiekia išėjimą, praėjęs tris logi­nius elementus, tai yra Dt1 = 3t1LE . Kol C = 0, tol pirmasis trigeris T1 yra pralaidus, tad iki prie­kinio C impulso fronto pakanka laiko, kad y1 reikšmė taptų tokia pati, kaip ir Y1. Antrasis tri­ge­ris pralaidus, kai  C = 1. Šio tri­ge­rio būvį nustato Y1, kai C tampa lygus vienetui. Kito bū­vio išėjimo signalas Y2 yra argumentų Y1, y2 ir C funkcija. Įvertinę, kad Y1 priklauso nuo y1, D ir C, galime teig­ti, kad Y2 yra argumentų y1, y2, D ir C funkcija.

            Remdamiesi modeliu, gauname:

            Y1 = (y1 + CD) +CD = (y1 + CD) × (C+D) = y1C + y1D + CD

            Y2 = (y2 + Y1C)+Y1C = (y2 +Y1C) × (Y1+C) = y2Y1 + y1C + y2C =         =Y1 (y2 + C)+y2C = (y1 C+ y1D +CD) × (y2+C) +y2C =

=y1C + y1y2C +y1 CD +y1y2D + y2CD + y2C = y1C +y1y2D +y2C

Trigerių T1 ir T2 Karno diagramos sudaromos pagal apvestąsias charak­te­rin­gąsias lygtis: trigerių išėjimo signalų kitų būvių Y1 ir Y2 reikšmės yra šių būvių y1 ir y2 bei išorinių įėjimo signalų C ir D funkcijos (41, a ir b pav.). Į trigerio T1 Karno diagramą (41, a pav.) dirbtinai įtrauktas argumentas y2, nuo kurio reikš­mės kitas trigerio T1 būvis nepriklauso. Tai padaryta vien tam, kad būtų galima su­da­ryti kompozicinę dinaminio D trigerio (trigerinės schemos) Karno diagramą, pa­ro­­dy­tą 41, c paveiksle, jungiančią trigerių T1 ir T2 Karno diagramas a ir b pa­veiks­­luose. Paprastai projek­­­­tuojant trigerines schemas sudaromos tik kompozicinės Karno diagramos, į kurias įrašomi visų trigerinės schemos trigerių būviai (taip su­tau­poma vietos ir laiko).

Kompozicinėje Karno diagramoje dinaminis D trigeris, kaip ir kiekviena tri­ge­rinė schema su dviem trigeriais, apibūdinamas keturiais skirtingais trigerių šių bū­vių rinkiniais, pažymėtais raidėmis a, b, c ir d. Stabilūs būviai yra pabraukti.

Dinaminio D trigerio veikimą vaizdžiai iliustruoja jo įvykių (42 pav.) ir būvių kaitos (43 pav.) diagramos. Abi jos sudaromos remiantis kompozicine Kar­no diagra­ma.

Įvykių diagramoje įrašyti kiti trigerio bū­viai. Aptardami rodyklėmis parodytus įvykius, vyks­tančius kintant išoriniams įėjimo signalams, prisimin­ki­me, kad kiekvienas įvykis baigiasi sta­bi­liu bū­viu.

Nagrinėjimą pradėsime nuo stabilaus D tri­ge­rio būvio y1y2CD = 0000. Numeruotus dia­gra­mo­je įvykius atitinka tokie įėjimų signalų po­ky­čiai:

1. C = 0®1; 2. D = 0®1; 3. C = 1®0;      4. C = 0®1; 5. D = 1®0; 6. D = 0®1; 7. C = 1®0; 8. D = 1®0.

Pirmasis įvykis – signalo C reikšmės poky­tis iš 0 į 1. Kadangi informaciniame įėjime, kaip ir buvo, taip ir liko D = 0, tai nė vieno trigerio būvis nepasikeitė, dinaminis trigeris išliko stabiliame būvyje a. Antro­jo įvykio metu D pakito iš 0 į 1, kai C jau buvo lygus 1, tad y2 ir dinaminio trigerio stabilus a būvis nepakito. Trečiojo įvykio metu C pakito iš 1 į 0, leisdamas trigeriui T1 pereiti į kitą būvį. Trigerio T2 būvis nepakito. Tolesnius įvykius išnagri­nėkite savarankiškai.

            Ir kompozicinė Karno diagra­ma, ir įvykių diagrama, ir būvių kaitos dia­grama ge­rai paaiškina dinaminio D tri­ge­rio ypa­ty­bes. Paprastai pakanka suda­ry­ti ir išnag­ri­nėti bent vieną iš jų – tą, kuri atrodo vaiz­džiausia. Projek­tuojant trigerines schemas, dažniausiai sudaromos kompozicinė Karno ir būvių kaitos diagramos. Mes pateikėme visas jas vien dėl to, kad išmoktumėte suda­ryti ir na­gri­nėti bet kurią iš jų.

Šiame poskyryje išdėstyta dinami­nio D trigerio aprašymo ir jo ypatybių na­gri­nė­jimo metodika tinka ne tik dinaminiam ar kitam sudėtingam trigeriui, bet ir bet kuriai trigerinei schemai.

Sutrumpintosios trigerių būvių reikšmių lentelės ir lygtys

            Projektuojant trigerines schemas, dažnai taikomos sutrumpintosios trigerių būvių reikšmių lentelės ir lygtys bei trigerių žadinimo signalų reikšmių lentelės ir lygtys.

Sutrumpintosios trigerių būvių reikšmių lentelės ir lygtys yra labai papras­tos, todėl lengvai įsimenamos. Jos pabrėžia skirtumą tarp keturių trigerių tipų: SR, D, JK ir T (11.1 – 5 lent.). Kad būtų paprasčiau, šios lentelės sudaromos elemen­tariam asinchroniniam išvardintų tri­ge­rių variantui, nors galio­ja ir sinchroni­niams trigeriams, kai į jų valdymo įėjimus yra paduotas signalas C = 1, leidžiantis šiems trigeriams keisti būvius.

            Sutrumpintose lentelėse užrašomos kito trigerio būvio Q reikšmės, atitin­kan­čios visus galimus signalų informaciniuose įėjimuose derinius.

2 lentelė. Sutrumpintoji SR trigerio būvių reikšmių lentelė

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