A trigger egy digitális alkatrész, egy bistabil eszköz, amely egy állapotba kapcsol, és ebben az állapotban maradhat korlátlan ideig, még akkor is, ha a külső jeleket eltávolítják. Első szintű logikai elemekből (AND-NE, OR-NE stb.) épül fel, és a második szintű logikai eszközökre utal.
A gyakorlatban a kioldók külön csomagban lévő mikroáramkörökként vagy nagy integrált áramkörök (LSI) vagy programozható logikai mátrixok (PLM) elemeiként állnak rendelkezésre.
Tartalomjegyzék
A trigger időzítés osztályozása és típusai
A triggerek két nagy osztályba sorolhatók
- Aszinkron;
- Szinkron (órajeles).
Az alapvető különbség közöttük az, hogy az első kategóriába tartozó eszközöknél a kimeneti jel szintje a bemenet(ek)en lévő jel változásával egyidejűleg változik. A szinkron triggerek csak akkor váltanak állapotot, ha az erre a célra szolgáló bemeneten órajel érkezik. Erre a célra egy speciális, C (clock) betűvel jelölt kimenet áll rendelkezésre. A szinkronelemek a kapuzás típusa szerint két osztályba sorolhatók:
- dinamikus;
- statikus.
Az első típusnál a kimeneti szint a bemeneti jelek konfigurációjától függően változik abban a pillanatban, amikor az óraimpulzus éle megjelenik (emelkedő él) vagy csökkenő él (az adott trigger típusától függően). A bemenetekre bármilyen jelet be lehet táplálni a megjelenő élek (dekódolások) között, a trigger állapot nem változik. A második nem változtatja meg a szintet, de a Clock bemenet egy vagy nulla jelzi az órajelet. Vannak összetett kioldóeszközök is, amelyeket a következők szerint osztályoznak:
- A stabil állapotok száma (3 és több, szemben az alapelemek 2 állapotával);
- A szintek száma (3-nál is több);
- Egyéb jellemzők.
Az összetett elemek csak korlátozottan használhatók bizonyos eszközökben.
A triggerek típusai és működésük
A triggereknek több alapvető típusa létezik. Mielőtt a különbségeket elmagyaráznánk, érdemes megjegyezni egy közös vonást: bármely eszköz kimenete tetszőleges állapotba kerül, amikor a tápellátás bekapcsol. Ha ez kritikus az áramkör általános működése szempontjából, akkor előbeállító áramköröket kell biztosítani. A legegyszerűbb esetben ez egy RC áramkör, amely a kezdeti állapotbeállító jelet generálja.
RS triggerek
Az aszinkron bistabil eszköz legelterjedtebb típusa az RS trigger. A 0. és 1. állapot külön beállításával rendelkező trigger-nek nevezik. Ehhez két bemenet áll rendelkezésre:
- S - készlet;
- R - visszaállítás.
Közvetlen kimenettel rendelkezik Q és inverz Q1 is lehet. Ennek a kimenetnek a logikai szintje mindig ellentétes a Q kimenetével, ami hasznos az áramkörök tervezésekor.
Az S bemenetre adott pozitív szint a Q kimenetet 1 logikai szintre állítja (ha van inverz kimenet, akkor az 0 szintre megy). A jel ezután a beállítási bemeneten tetszés szerint változhat - a kimeneti szintet ez nem befolyásolja. Amíg az R bemeneten megjelenik egy. Ezzel a trigger 0 állapotba kerül (1 az inverz csapon). A reset bemeneten lévő jel megváltoztatása nincs hatással az elem további állapotára.
Fontos! A mindkét bemeneten 1 logikai értékkel rendelkező opció tiltott. A trigger egy tetszőleges állapotba kerül. Ezt a helyzetet el kell kerülni az áramkörök tervezésekor.
Az RS-Trigger az általánosan használt kettős bemenetű I-NE elemekkel építhető be. Ez a módszer a hagyományos IC-ken és a programozható mátrixokon belül is megvalósítható.
Az egyik vagy mindkét bemenet invertálható. Ez azt jelenti, hogy ezeken a csapokon a kiváltást nem a magas, hanem az alacsony szint megjelenése vezérli.
Ha az RS trigger két bemeneti I-NE elemmel van kialakítva, akkor mindkét bemenet invertált lesz - logikai nulla táplálásával vezérelve.
Van egy kapus változata az RS trigger-nek. Egy további C bemenettel rendelkezik. A kapcsolás két feltétel teljesülése esetén történik:
- magas szint jelenléte a Set vagy Reset bemeneten;
- Órajel jelenléte.
Egy ilyen elemet akkor használnak, ha a kapcsolási időt késleltetni kell, például tranziensek végén.
D-triggers
A D-trigger (transzparens trigger, reteszelés) a szinkron eszközök kategóriájába tartozik, a C bemenetre van órajelezve. Funkcionalitását tekintve a készülék az egy bemenettel rendelkező triggerek kategóriájába tartozik.
Amíg az órajel bemenetén logikai egy van, a Q kimeneten lévő jel megismétli az adatbemeneten lévő jelet (transzparencia üzemmód). Amint a stroboszkóp szintje 0-ra megy, a Q kimenet szintje ugyanaz marad, mint a leesés pillanatában volt (reteszelve). Így bármikor rögzíthető a bemeneti szint a bemenethez. Vannak D-triggerek is, amelyek élvezéreltek. A jelet a stroboszkóp pozitív élére reteszelik.
A gyakorlatban kétféle bistabil eszköz kombinálható egy chipben. Például egy D és egy RS trigger. Ebben az esetben a Set/Reset bemenetek élveznek elsőbbséget. Ha logikai nulla van rajtuk, az elem úgy viselkedik, mint egy normál D-trigger. Ha legalább az egyik bemenetnek magas szintje van, a kimenet 0-ra vagy 1-re áll, függetlenül a C és D bemeneteken lévő jelektől.
A D-trigger átláthatósága nem mindig hasznos funkció. Ennek elkerülése érdekében kettős elemeket (flip-flop triggereket) használnak, amelyeket TT betűkkel jelölnek. Az első trigger egy egyszerű reteszelés, amely lehetővé teszi, hogy a bemeneti jel a kimenetre áramoljon. A második trigger memóriaelemként szolgál. Mindkettőnek ugyanaz a kapu az órajelzője.
A T-kioldók .
A T-trigger egy megszámlálható bistabil elem. A logika egyszerű, minden alkalommal megváltoztatja az állapotát, amikor a következő logikai egység érkezik a bemenetére. Ha a bemenetére impulzusjelet adunk, a kimeneti frekvencia kétszerese lesz a bemeneti frekvenciának. Az inverz kimeneten lévő jel fázison kívül lesz a közvetlen kimenethez képest.
Így működik egy aszinkron T-trigger. Létezik egy szinkron változat is. Ha az órajel bemenetre impulzusjelet adunk, és a T csapon logikai egyes van, az elem ugyanúgy viselkedik, mint egy aszinkron elem - a bemeneti frekvenciát felezi. Ha a T pin értéke nulla, a Q kimenet a kapuk jelenlététől függetlenül alacsony értékre áll.
JK kioldók .
Ez a bistabil elem az univerzális kategóriába tartozik. Külön vezérelhető bemenetekkel. A JK trigger logikája hasonló az RS eleméhez. A J (Job) bemenet a kimenet egyesre állítására szolgál. A K csapon (Keep) lévő magas szint nullára állítja a kimenetet. Az alapvető különbség az RS triggerrel szemben az, hogy a két vezérlőbemeneten nem tilos az egyesek egyidejű megjelenése. Ebben az esetben az elem kimenete az ellenkezőjére változtatja az állapotát.
Ha a Job és a Keep kimenetek csatlakoztatva vannak, a JK trigger aszinkron számoló T-triggerré válik. Ha a kombinált bemenetre egy meander kerül, a kimenet a frekvencia fele lesz. Az RS elemhez hasonlóan a JK trigger-nek is van egy órajeles változata. A gyakorlatban főként ilyen típusú kapuelemeket használnak.
Gyakorlati alkalmazás
Mivel a triggerek még akkor is megőrzik az információt, ha a külső jeleket eltávolítják, 1 bit kapacitású memóriacellaként használhatók. Egy mátrixot egyetlen elemből lehet felépíteni bináris állapotok tárolására - ezt az elvet használják a statikus véletlen hozzáférésű memóriák (SRAM) felépítéséhez. E memória különlegessége az egyszerű áramkör, amely nem igényel további vezérlőket. Ezért ezeket az SRAM-okat PLC-kben és PM-ekben használják. Az alacsony írási sűrűség azonban akadályozza az ilyen mátrixok használatát a PC-kben és más nagy teljesítményű számítástechnikai rendszerekben.
A triggerek frekvenciaosztóként való használatát fentebb már említettük. A bistabil elemek láncokba kapcsolhatók, hogy különböző osztótényezőket kapjunk. Ugyanez a lánc impulzusszámlálóként is használható. Ez úgy történik, hogy a köztes elemek kimeneteinek állapotát minden egyes időpillanatban leolvassák, hogy az első elem bemenetére érkező impulzusok számának megfelelő bináris kódot állítsanak elő.
A használt triggerek típusától függően a számlálók lehetnek szinkron vagy aszinkron. Ugyanezt az elvet alkalmazzák a szekvenciális kód párhuzamos kóddá alakításánál is, de itt csak a kapuzható elemeket használják. A digitális késleltetési vonalak és más bináris elemek is triggerekre épülnek.
Az RS triggereket szintrögzítőként (érintkezési pattogásgátlóként) használják. Ha mechanikus kapcsolókat (nyomógombokat, kapcsolókat) használnak logikai szintű forrásként, akkor a pattogáshatás egy jel helyett több jelet képez, amikor megnyomják. Ezt sikeresen ellensúlyozhatja az RS trigger.
A bistabil eszközök alkalmazási területe széles. A velük megoldható feladatok köre nagyban függ a tervező fantáziájától, különösen a nem szabványos megoldások terén.
Kapcsolódó cikkek:
