Непосредственная реализация триггера RS-типа по уравнениям (1) в базисе ОФПН (основного функционально полного набора) приводит к триггеру вида
(рис.2.).
Схема такого триггера имеет один выход, т.е. являются однофазной. На практике наиболее часто применяются RS-триггеры, обладающие как прямым, так и инверсным выходами, выполненные на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Уравнения последних можно получить посредствам преобразования характеристического уравнения RS-триггера. Применив правило де Моргана (законы дуальности) к уравнению RS-триггера, получим
; (2)
. (3)
Схемы RS-триггеров, построенные по уравнениям (2) и (3), их обозначения и диаграммы работы приведены на рис.3.
Из диаграммы видно, что смена информации на его входах в процессе записи (момент
) отражается на его выходах (
), что характеризует схему как триггер вида L.
Кроме триггеров
-типа представляют интерес автоматы, поведение которых описывается функциями переходов 2 и 3 в табл. 1. Закон функционирования автомата 2 отражен в таблице 3.3
Характеристическое уравнение такого триггера записывается следующим образом:
Составляя табл. 2. и 3., нетрудно заметить, что рассматриваемый автомат аналогичен триггеру RS-типа, но в отличие от него управляется инверсными сигналами. Поэтому такой автомат часто называют триггером RS-типа с инверсным управлением (инверсный RS-триггер) и обозначают как триггер вида
.
Характеристическое уравнение триггера применительно к входам R и S имеет вид:
; (4)Из табл. 3. и уравнений (4) следует, что для триггера вида
запрещенной является комбинация из двух логических нулей на входах, которые обозначаются буквами и .Причем наличие черты указывает на тот факт, что триггер по информационным входам управляется сигналами с уровнем логического 0, т.е. в режиме хранения информации на входах
и действуют уровни логической 1. Однофазный вариант триггера, выполненного в базисе элементов ОФПН по уравнениям (4), и его условное обозначение приведены на рис.4. Парафазный вариант триггера, имеющего прямой и инверсные выходы, получатся либо путем инвертирования сигнала Q, либо посредствам преобразования уравнений (3.4) в базисе элементов И-НЕ:
(5)Триггер, построенный в соответствии с уравнением (5), и его условное обозначение показаны на рис.5.
Триггеры J-K-типа
Триггером J-K типа называется устройство с двумя устойчивыми состояниями и двумя входами J и K, которое при условии J*K=1 осуществляет инверсию предыдущего состояния (т.е. при
; ), а в остальных случаях функционируют в соответствии с таблицей истинности R-S-триггера, при этом вход J эквивалентен входу S, а вход K – входу R. В табл. 1. этот триггер имеет номер 10. Закон функционирования J-K-триггера приведен в табл. 4. Как видно из табл. 4., триггер обладает полной системой переходов и вместе с тем у него отсутствуют запрещенные комбинации входных сигналов.Занесем данные таблицы 4 на карту Карно:
Из карты Карно, проведя этап считывания, находим характеристическое уравнение триггера:
(6)Построение триггера непосредственно по уравнению (6) приводит к схеме асинхронного JK-триггера, показанного на рис.6.
Если уровень 1 на входах J и K действует постоянно, то триггер будет находиться в колебательном режиме, поочередно переключаясь из 1 в 0 и из 0 в 1. Для устранения такого недостатка необходимо, чтобы комбинация сигналов J=K=1 оканчивалась сразу после переключения триггера в инверсное состояние. Последнее означает, что при комбинации сигналов J=K=1 триггер должен управляться не потенциальными, а импульсными сигналами, т.е. сигналами ограниченной и в данном случае жестко фиксированной длительностью.
Поскольку для выполнения такого требования в состав триггера необходимо дополнительно ввести схему управления, то схема триггера, приведенная на рис. 3.9. не является элементарной. Триггер J-K-типа относится к разряду универсальных триггеров, поскольку на его основе путем несложных внешних комбинационных изменений можно получить схемы выполняющие функции R-S,D- и T- триггеров. Способы применения триггера J-K-типа в качестве D-, T- и R-S-триггеров показаны на рис. 7.
Из рис. 7. видно, что триггер J-K-типа будет функционировать в качестве D-триггера, если его вход J через инвертор подключить ко входу K. В этом случае вход J выполняет функцию входа D, а все устройство в целом реализует таблицу переходов D-триггера.
Организация триггера со счетным входом показана на рис. 7, б. Счетный триггер на основе J-K-триггера получается при условии объединения входов J и K. R-S-триггер получается из триггера J-K-типа простым наложением ограничения на комбинацию входных сигналов J=K=1, т.е. эта комбинация сигналов не должна появляться на информационных входах триггера.
Триггеры J-K-типа находят применение при построении пересчетных схем, схем сдвиговых регистров, в устройствах управления и т.д.
Триггер T-типа
Триггер Т-типа (счетный триггер) называют логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями и одним входом Т, изменяющее свое состояние на противоположное всякий раз, когда на вход Т поступает управляющий (счетный) сигнал. Закон функционирования триггера Т-типа приведен в таблице 5.
Этот триггер имеет один информационный вход Т. Из таблицы 3.5 видно, что при отсутствии информационного сигнала (Т=0) триггер Т-типа сохраняет свое исходное состояние 1 или 0, а при подаче информационного сигнала всегда переходит в инверсное состояние. Поскольку смена состояний триггера под действием входных сигналов эквивалентна счету, то такой триггер как бы осуществляет подсчет сигналов на 2, поэтому его часто называют счетным триггером или триггером со счетным входом. Иными словами, на выходе такого триггера, в ответ на два импульса на входе, появляется один импульс на выходе.
Характеристическое уравнение T-триггера имеет вид:
(7)Непосредственное построение триггера по уравнению (7) дает схемное решение Т-триггера (рис 8.)
Сопоставляя схемы триггеров Т- и JK-типов (рис. 6. и рис. 8.) нетрудно заметить, что триггер Т-типа получается, как уже отмечалось (рис. 7, б), из триггера JK-типа посредствам объединения его информационных входов. Следовательно, этот триггер, как и триггер JK-типа на рис. 6. относится к разряду триггеров, управляемых импульсными сигналами, и поэтому не может являться элементарным.
Из этих двух примеров видно, что при наличии операции счета, которая в табл. 1. для различных комбинаций входных сигналов
и отражена символом , синтез триггеров по их характеристическим уравнениям приводит к асинхронным триггерам, которые не могут являться элементарными ввиду сложности выполнения требований по длительности входных сигналов. По этой причине отпадает надобность в исследовании на принадлежность к элементарным всех триггеров, имеющих в таблице истинности операцию счета (триггеры под номерами 9, 10, 12, 14, 16, 17 и т.д. табл. 3.1). Необходимо отметить, что рассмотренные элементарные триггеры реализуются с минимальными затратами по числу типовых элементов и именно они используются при синтезе более сложных триггерных устройств.