Контрольная работа по "Электротехнике и электронике"

 Сокращенная  таблица состояний триггера отражает  лишь динамику изменения состояния триггера и не учитывает свойство триггера запоминать единицу информации. Полная таблица состояний триггера должна учитывать влияние (на процесс управления) значения предыдущего состояния  триггера Q⁰.  Причем  Q⁰ представляется как входная переменная. Полная таблица состояний RS -триггера приведена на рис. 3.2, б.

Таблицу состояний  строят так же, как и таблицу  истинности.  

  Анализ таблицы показывает, что  только в ситуациях, описываемых  строками 4 и 5, происходит изменение  состояния триггера.

 Рис. 3.2. RS - триггер: а) - упрощенная таблица состояний; б) полная таблица переходов; в) Карта Карно; г) RS - триггер, управляемый сигналом низкого уровня (триггер); д) RS - триггер на элементах базиса ИЛИ-НЕ

 

 

 

   

  Рассмотрим строку 4. После того, как подается сигнал на вход R, триггер сбрасывается, т.е. переходит из состояния “1” в состояние “0”.

Рассмотрим  строку 5. Триггер устанавливается, т.е. переходит из состояния “0”  в состояние “1”, в результате подачи сигнала “1” на вход S. Для строк 1 и 2 сигналы S =0^1* и R=0, и, следовательно, никаких изменений в состоянии триггера не происходит. Для строки 3 сигнал R=1, и этот сигнал в нормальных условиях должен сбросить триггер, но так как триггер уже “сброшен” и Q = 0, то сигнал R = 1 не изменяет его состояние.  

 Аналогично  для строки 6 сигнал S = 1, и этот  сигнал в обычных условиях  будет устанавливать триггер  в “1”, но Q = 1, и, следовательно,  состояние триггера останется  без изменений до поступления  следующего сигнала R.  

 Особенность RS-триггера заключается в том, что при подаче одновременно на входы R и S сигнала, соответствующего логической 1, состояние триггера становится неопределенным: на обоих выходах Q и установится уровень “1”, а после снятия со входов управляющих сигналов, в силу случайных причин, триггер может установиться в состояние “0” либо “1”. Очевидно, что для нормальной работы триггера необходимо исключить указанное сочетание входных сигналов, приводящее к неопределенному состоянию, что можно осуществить, предусмотрев выполнения запрещающего условия R × S=0.  

 Из таблицы  состояний может быть получено  уравнение, описывающее поведение триггера. Это уравнение носит название характеристического уравнения триггера. Оно показывает, как меняется состояние триггера в зависимости от текущих значений состояния и входов.  

 Для получения  упрощенного аналитического выражения,  описывающего поведение RS-триггера, построим карту Карно и проведем соответствующие контуры (рис. 3.2, в). Полученное характеристическое уравнение триггера имеет вид

 

  Применив закон де Моргана преобразуем полученные выражение в базис И-НЕ:

 

       

 Из формулы  RS - триггера видно, что при  реализации его в базисе И-НЕ, триггер управляется сигналами низкого уровня, т.е. уровня лог. "0" (если не предусмотрены инверторы). Для приведения поведения триггера, выполненного на элементах И-HE, в соответствие с таблицей состояний сигналы S и R необходимо инвертировать.      Для построения RS -триггера на элементах ИЛИ-НЕ приведем формулу триггера в базис ИЛИ-НЕ  

 

 

  

 Схема  RS -триггера, выполненная на элементах  базиса ИЛИ-HЕ, приведена на рис. 3.2, д. Временные диаграммы, поясняющие работу RS-триггера, приведены на рис. 3.3, б.

Из временных  диаграмм (рис. 3.3, б) следует, что рассмотренные выше RS-триггеры опрокидываются, т.е. управляются сигналами R и S, в любой момент времени. В тех случаях, когда длительности управляющих сигналов не синхронизированы (не согласованы), триггер может находиться в неопределенном состоянии (интервалы времени t₄, t₅), и поэтому такие триггеры называют асинхронными.  

 

 

 

  Синхронный RS -триггер. Синхронные триггеры снабжаются дополнительным входом, по которому поступает синхронизирующий (тактирующий) сигнал. При этом изменение состояния триггера происходит (при наличии управляющего сигнала) только в те моменты времени, когда на специальный синхровход триггера поступает тактирующий импульс (рис 3.4, а). Синхронный RS-триггер строится в соответствии с рис. 3.4, б, а его условное изображение на принципиальных и функциональных схемах приведено на рис. 3.4, в. Синхронизирующий вход обозначается буквой С.

 

Входные сигналы S и R являются информационными, а на входе С - синхронизирующими, по ним происходит переключение триггера.

                

                 Рисунок  3.5 RS-триггер на полевых транзисторах

 

 

 

 

 

Рисунок 3.5 RS-триггер на биполярных транзисторах