Принцип работы RS-триггера
Триггер – это электронное устройство, которое предназначается для записи и хранения информации. Обычно он имеет два выхода: прямой и инверсный; и некоторое количество входов, в зависимости от выполняемой задачи. Под действием входных сигналов, изменяется состояние выходов. Напряжение на выходах изменяется резко – скачкообразно. Для изготовления триггеров обычно используются биполярные, униполярные транзисторы (полупроводниковые приборы).
Информация может записываться в триггеры свободно (непрерывно), то есть при подаче сигналов на вход, состояние выхода меняется в реальном времени. Такие триггеры называются асинхронными. А может информация записываться, только когда активен синхронизирующий сигнал. При отсутствии положительного уровня напряжении на нем, информация на выходах измениться не может – синхронные (тактируемые) триггеры.
RS-триггер именуется так из-за названия его входов:
| R – reset (сбросить); | ||
| S– set (установить). |
Он оснащен двумя входами, как говорилось, и двумя выходами:
| Q – прямой выход; | ||
| Q – инверсный. |
Асинхронный RS-триггер можно реализовать на логических элементах двумя схемами:
| — 2 «ИЛИ-НЕ»; | ||
| — 2 «И-НЕ». |
*Синий провод – «0», красный – «1»
Рисунок 1 – Схема асинхронного RS-триггера на логических «2ИЛИ-НЕ» элементах
Первая схема реализована на двух логических ИЛИ-НЕ, по рисунку 1 рассмотрим принцип работы приведенного RS-триггера.В нулевой момент времени, когда ни на один вход (R и S) не подана логическая единица, прямой выход Q=0, соответственно, инверсный =1. Если на вход S подать напряжение, уровень которого будет соответствовать единице, то выход Q скачкообразно изменит свое значение на 1, а на 0. Это произойдет запись информации. Если убрать единицу с “Set”, тогда выходы не изменят свое состояние, останутся такими, какими были – проявление свойства памяти. При подаче положительного сигнала на вход сброса, то есть R=1, инверсный выход резко станет равен 1, а прямой Q – 0. В работе RS-триггера есть недостаток: существует запрещенная комбинация. Нельзя одновременно подавать единичные сигналы на оба входа, нормальная работа триггера в этом случае невозможна.
Рисунок 2 — Схема асинхронного RS-триггера на логических «2И-НЕ» элементах
Вторая схема собрана с помощью двух логических элементов И-НЕ. Разница между ними заключается в том, что управление в прошлой схеме осуществлялось положительным сигналом (единицей), а в текущей активный уровень – ноль. Работают обе схемы идентично, поэтому описание принципа действия здесь не требуется.
Работу выше описанных устройств иллюстрирует временная диаграмма:
Рисунок 3 – Временная диаграмма RS-триггера
По вышеприведенному описанию работы триггера составим таблицу истинности («*» — невозможное состояние):
На схемах RS-триггер показывается как отдельное устройство, а не совокупность логических элементов, и имеет свое условное обозначение:
Рисунок 4 – Графическое обозначение асинхронного RS-триггера
Синхронный RS-триггер запоминает значения поданные на S или R вход, только при наличии единицы на С (Clock) сигнале – синхронизирующий или тактовый. Он позволяет избежать переходных процессов в схемах, а если быть точнее, переходных состязаний, когда один сигнал на вход может поступить раньше другого, и схема будет работать неправильно. Именно для этого предусмотрен синхронизирующий сигнал, который позволяет «включать» триггер в нужный нам момент времени.
Принцип действия синхронного RS-триггера легко понять по размещенному выше рисунку. Пока на вход С не подана единица, из-за наличия логических блоков ИЛИ, записываться сигналы с S или R входов не будут. При наличии 1 на входе С, работа синхронного триггера от асинхронного ничем не отличается. Составим таблицу истинности, где «крестиком» показывается невозможность записи сигнала, а «*» — запрещенная комбинация:
Графическое представление синхронного RS-триггера:
Что такое триггер простыми словами?
Триггер – это один из психологических приемов маркетологов, направленный на увеличение продаж, механика предельно проста: человек, лежа на диване видит по телевизору продающую картинку и даже если не бежит в магазин, то задумается над покупкой.
Триггер активирует ваше постоянное действие, связанное с увиденным, поэтому покупки бывают импульсивными, неосознанными. Например, если скидка на колбасу длится с 1 по 2 ноября, а вы любите колбасу, есть немаленький шанс, что вы поедете за ней в магазин. Триггер должен побуждать к действию, вызывая какую-то эмоцию, будь то доверие или страх, и тд.
Однако продающие триггеры не всегда эффективны по нескольким причинам.
- Вы используете их слишком часто, навязчиво
- Агрессивно подаете информацию
У потенциального потребителя может сложиться ощущение, что его хотят обмануть, навязывая никому ненужный продукт.
Триггеры по способу включения: активные и пассивные
Триггеры, используемые в электронике и цифровых системах, можно классифицировать по способу включения. В зависимости от характера сигнала, который приводит к изменению состояния триггера, выделяют активные и пассивные триггеры.
Активные триггеры изменяют свое состояние при появлении активного сигнала. Активный сигнал может быть либо высокого уровня (логическая единица), либо низкого уровня (логический ноль). При подаче активного сигнала на вход активного триггера, его основное состояние меняется.
Примером активного триггера является триггер D-триггер, который основывается на негативной логике. При подаче активного сигнала на вход инвертора, триггер переключается.
Пассивные триггеры изменяют свое состояние при подаче активного сигнала, они требуют постоянного поддержания сигнала во времени для удержания своего состояния. Такие триггеры не могут изменять состояние при мгновенном сигнале.
Примером пассивного триггера является триггер РС-триггер, который основывается на положительной логике. Для изменения состояния триггера требуется постоянный активный сигнал.
Выбор активных или пассивных триггеров зависит от требований и спецификаций конкретной системы. Каждый тип триггера имеет свои преимущества и недостатки, и его следует выбирать в соответствии с поставленной задачей.
| Активные триггеры | Пассивные триггеры |
|---|---|
| Изменяют свое состояние при появлении активного сигнала | Изменяют свое состояние при поддержании активного сигнала |
| Могут быть основаны на различных логических уровнях | Основаны на постоянном активном сигнале |
| Пример: D-триггер | Пример: РС-триггер |
D триггеры, работающие по фронту.
Фронт сигнала синхронизации, в отличие от высокого (или низкого) потенциала, не может длиться продолжительное время.
В идеале длительность фронта равна нулю. Поэтому в триггере, запоминающем входную информацию по фронту не нужно предъявлять
требования к длительности тактового сигнала.
Триггер, запоминающий входную информацию по фронту, может быть построен из двух триггеров, работающих по потенциалу.
Сигнал синхронизации будем подавать на эти триггеры в противофазе. Схема такого триггера приведена на рисунке 15.
Рассмотрим работу схемы динамического триггера, приведенной на рисунке 15 подробнее. Для этого воспользуемся
временными диаграммами, показанными на рисунке 13. На этих временных диаграммах обозначение Q΄ соответствует
сигналу на выходе первого триггера. Так как на вход синхронизации второго триггера тактовый сигнал поступает через
инвертор, то когда первый триггер находится в режиме хранения, второй триггер пропускает сигнал на выход схемы. И
наоборот, когда первый триггер пропускает сигнал с входа схемы на свой выход, второй триггер находится в режиме
хранения.
Обратите внимание, что сигнал на выходе всей схемы в целом не зависит от сигнала на входе “D” схемы. Если первый
триггер пропускает сигнал данных со своего входа на выход, то второй триггер в это время находится в режиме хранения
и поддерживает на выходе предыдущее значение сигнала, то есть сигнал на выходе схемы тоже не может измениться.. В результате проведённого анализа временных диаграмм мы определили, что сигнал в схеме, приведенной на рисунке 15
запоминается только в момент изменения сигнала на синхронизирующем входе “C” с единичного потенциала на нулевой.
В результате проведённого анализа временных диаграмм мы определили, что сигнал в схеме, приведенной на рисунке 15
запоминается только в момент изменения сигнала на синхронизирующем входе “C” с единичного потенциала на нулевой.
Динамические D триггеры выпускаются в виде готовых микросхем или входят в виде готовых блоков в составе больших
интегральных схем, таких как базовый матричный кристалл (БМК) или программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).
Условно-графическое обозначение D триггера, запоминающего информацию по фронту тактового сигнала,
приведено на рисунке 12.
То, что триггер запоминает входной сигнал по фронту, отображается на условно-графическом обозначении треугольником,
изображённым на выводе входа синхронизации. То, что внутри этого триггера находится два триггера, отображается в среднем
поле условно-графического изображения двойной буквой T.
Иногда при изображении динамического входа указывают, по какому фронту триггер (или триггеры) изменяет своё состояние.
В этом случае используется обозначение входа, как это показано на рисунке 18.
Рисунок 18. Обозначение динамических входов
На рисунке 18 а обозначен динамический вход, работающий по переднему (нарастающему) фронту сигнала. На рисунке 18 б
обозначен динамический вход, работающий по заднему (спадающему) фронту сигнала.
Промышленностью выпускаются готовые микросхемы, содержащие динамические триггеры. В качестве примера можно назвать
микросхему 1533ТМ2. В этой микросхеме содержится сразу два динамических триггера. Они изменяют своё состояние по
переднему фронту сигнала синхронизации.
Дата последнего обновления файла
09.03.2020
D-триггер
D-триггер (от англ. delay) запоминает входную информацию при поступлении синхроимпульса.
Хранение информации в D-триггерах обеспечивается за счет синхронизации, поэтому все реальные D-триггеры имеют два входа: информационный D и синхронизации С (рис. 12). Под действием синхросигнала С информация, поступающая на вход D, принимается в триггер, но на выходе Q появляется с задержкой на один такт. В D-триггере с динамическим входом прием в триггер информации со входа D происходит в момент смены на входе С уровня 0 на уровень 1.
Рис. 12 – Схема D-триггера
Таблица 3
| C | D | Qt+1 |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 1 | 1 | 1 |
Условное графическое обозначение D-триггера показано на рис. 13.
Рис. 13 – Условное графическое обозначение D-триггера
Так как информация на выходе остается неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защелкой. Легче всего объяснить появление этого названия по временной диаграмме, приведенной на рисунке 14.
Рис. 14 – Временная диаграмма D-триггера
По этой временной диаграмме видно, что триггер-защелка хранит данные на выходе только при нулевом уровне на входе синхронизации. Если же на вход синхронизации подать активный высокий уровень, то напряжение на выходе триггера будет повторять напряжение, подаваемое на вход этого триггера. Входное напряжение запоминается только в момент изменения уровня напряжения на входе синхронизации C с высокого уровня на низкий уровень. Входные данные как бы “защелкиваются” в этот момент. Отсюда и название – триггер-защелка.
Принципиально в этой схеме входной переходной процесс может беспрепятственно проходить на выход триггера
Поэтому там, где это важно, необходимо сокращать длительность импульса синхронизации до минимума. Чтобы преодолеть такое ограничение были разработаны триггеры, работающие по фронту
Схема такого триггера приведена на рисунке 15, а обозначение на принципиальных схемах на рисунке 16.
Рис. 15 – Схема универсального D-триггера
Рис. 16 – Обозначение универсального D-триггера на принципиальных
схемах
На рис. 17 представлено условное обозначение D-триггера микросхемы К155ТМ2, содержащей два D-триггера. Входы R и S выполняют те же функции, что и в RS-триггере.
Рис. 17 – D-триггер микросхемы К155ТМ2
D-триггер несложно преобразовать в счетный триггер, т. е. такой, состояние которого изменяется после поступления очередного импульса на счетный вход. Для обеспечения счетного режима необходимо вход D соединить с инверсным выходом триггера (рис. 18,а). Из логики работы
D-триггера следует, что после прихода импульса на вход С состояние
триггера будет изменяться на противоположное. Это иллюстрируется
временными диаграммами, или эпюрами напряжений (рис. 18,б). Подобно
таблице истинности, эпюры напряжений дают наглядное представление о работе
устройства.
Рис. 18 – Работа D-триггера в счетном режимеа) – соединение выводов, б) – временные диаграммы
Необходимо отметить, что изменение состояния D-триггера данного типа происходит при изменении напряжения на счетном входе с низкого уровня на высокий. Такое изменение
напряжения часто называют положительным перепадом напряжения или фронтом импульса. Реакцию триггера на положительный перепад напряжения отображают
косой чертой, пересекающей линию входа С (рис. 18,а). Аналогично
изменение напряжения с высокого уровня на низкий называют отрицательным
перепадом напряжения, спадом или срезом импульса. На схемах это отображают
также косой чертой, но повернутой на 90° относительно показанной на
рисунке 18,а. В зависимости от своей внутренней структуры триггер реагирует или
на положительный, или на отрицательный перепад напряжения.
Таблица истинности
Что такое таблица истинности? Это специальный набор данных, который описывает логическую функцию. Что под ней понимают? В данном случае имеют в виду функцию, в которой значения параметров и её самой выражают логическую истинность. В качестве примера очень к месту будет вспомнить двузначную логику, где можно дать только два определения: ложь или истина. В качестве заменителей, когда говорят о компьютерных технологиях, часто вводят понятие 0 или 1. Причем использование данного инструментария оказалось удобным не только с позиции логики, но и при изображении в табличном варианте. Особенно часто их можно встретить в булевой алгебре или аналогичных системах логики. Но хватит информации, давайте посмотрим, как выглядит таблица JK-триггера.
| J | K | C | Q(t) | Q(t+1) | Пояснения |
| ноль | х | ноль | ноль | ноль | Хранится информация |
| ноль | х | ноль | единица | единица | |
| ноль | ноль | единица | ноль | ноль | Хранится информация |
| ноль | ноль | единица | единица | единица | |
| единица | ноль | единица | ноль | единица | Установлена логическая единица, вход J равен единице |
| единица | ноль | единица | единица | единица | |
| ноль | единица | единица | ноль | ноль | Устанавливается логический нуль, при этом K равно единице |
| ноль | единица | единица | единица | ноль | |
| единица | единица | единица | ноль | единица | счетный режим триггера K=J=1 |
Что такое триггер
Чтобы узнать, что такое триггер и разобраться во всём, что касается этих устройств, нужно начать с понятия. Слово “Триггер” произошло от английского “trigger” и обозначает цифровое устройство, который имеет только два состояния – 0 и 1. Переход от одного значения к другому происходит с огромной скоростью, и временем этих переходов обычно пренебрегают.
Триггер – это основной элемент системы большинства запоминающих устройств. Они могут быть использованы для хранения информации. Но объём памяти крайне мал, так что там можно держать разве что коды, биты и сигналы.
Память свою триггеры могут сохранять только при наличии питающего напряжения. Из этого следует, что их всё-таки стоит относить к оперативной памяти. Перезапустить питающее напряжение – и триггер будет в одном из двух состояний. То есть иметь или логический ноль, или логическую единицу, и состояние это будет выбрано случайно. Исходя из этой особенности, при проектировании схемы нужно заранее обозначить, как триггер будет возвращаться в стартовое состояние.
Схема, состоящая из двух логических состояний «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ», которые охвачены обратной положительной связью, лежит в основе построения всех триггеров. При подключении схема может пребывать только в одном из двух устойчивых состояний. Если не будет никаких сигналов, то триггер будет сохранять именно заданное состояние и не менять его, пока будет питание.
Триггерные ячейки
Схема имеет два инверсионных входа: Сброс – R (Reset) и установка S (Set). Так же имеются два выхода: Q – прямой и –Q – инверсный. Чтобы триггерная ячейка работала правильно, должно выполниться одно правило. На выходы ячейки не могут в один момент поступить отрицательные импульсы.
На выход –R поступает импульс при одном сигнале на вход –S. Выход –Q тогда оказывается в состоянии «1», выход Q будет в состоянии «0». Обратная связь создаёт переход сигнала «0» на второй вход на нижнем элементе. Когда поступление сигнала на –R прекратится, состояние сигналов на выходах будет тем же – Q (0), –Q (1). Таким образом, схема будет находиться в состоянии стабильности, потому что при подаче импульса на –R, состояние на выходе не изменится.
Это же состояние будет у системы, если на – R подаётся «1», и на вход – S – «0». Тогда на выходе Q будет «1», на -Q — «0». Система будет стабильна, вне зависимости от подачи импульсов на входе – S.
Одновременно подав на каждый вход сигналы, на каждом выходе в течение их действия и будет по одному сигналу. Как только подача импульсов прекратится, выходы сами перейдут в одно из двух возможных состояний. Это произойдёт случайно. Триггерная ячейка при включении выберет себе одно из двух устойчивых положений. Так же случайно.
Важность правильного выбора синхронного триггера в проектах
Синхронные триггеры являются важным элементом во многих проектах, отвечающих за обработку информации и сигналов. Их правильный выбор имеет принципиальное значение для эффективной работы системы.
Синхронные триггеры обеспечивают синхронизацию и последовательность операций в цифровых схемах и устройствах. Они используются для синхронизации данных и сигналов в микропроцессорах, компьютерах, сетях передачи данных, а также в других электронных устройствах.
Основной принцип работы синхронного триггера основан на использовании тактового сигнала, который определяет момент времени, когда должна произойти смена состояния. Синхронный триггер может быть позитивным или негативным, в зависимости от того, какое изменение сигнала он совершает при наступлении тактового импульса.
Применение синхронных триггеров обычно связано с необходимостью выполнения определенной последовательности операций или переходов во времени. Например, в процессорах синхронные триггеры используются для выполнения команд в определенной последовательности, обеспечивая правильное функционирование процессора и предотвращая ошибки.
Правильный выбор синхронного триггера в проектах имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, это гарантирует надежную и стабильную работу системы, предотвращая возможные сбои и ошибки. Во-вторых, правильно подобранный синхронный триггер помогает улучшить производительность системы, сокращая время выполнения операций и оптимизируя использование ресурсов.
При выборе синхронного триггера необходимо учитывать ряд факторов, таких как частота работы, скорость передачи данных, требования к надежности работы и другие
Также важно анализировать особенности конкретного проекта и его требования, чтобы выбрать наиболее подходящий тип и конфигурацию синхронного триггера
В заключение, правильный выбор синхронного триггера играет важную роль в проектах, обеспечивая надежную и эффективную работу системы. Анализ требований и особенностей проекта поможет определить оптимальный тип и конфигурацию синхронного триггера.
Что делать со своими триггерами
Не существует универсальных триггеров. Они индивидуальны для каждого и всегда указывают на то, что глубоко задевает лично нас: страшные пауки, томительное ожидание, собственное несовершенство. Чем больше человек вовлечён в определённую ситуацию, тем сильнее триггер будет влиять на его эмоциональное состояние и поведение.
Кадр: сериал «Большая маленькая ложь» / HBO
Важно помнить, что человек не может полностью контролировать свои чувства и эмоции, поэтому не стоит бояться триггеров. Некоторые люди обвиняют себя в том, что при жизни родителей не уделяли им достаточно времени, или не разрешают себе просто сесть и поплакать, погоревать, прожить их уход
Часто воспоминания о смерти близкого провоцируют ярость и чувство безысходности, и эти эмоции не плохие и не деструктивные.
Так реагировать на то, что причинило вам боль, — нормально. И даже хорошо, если вы даёте волю эмоциям, когда во время прогулки слышите мелодию, которая играла на свадьбе с бывшим партнёром.
Не ругайте себя за то, что вас триггерит, — не старайтесь быть сильным, подавлять нахлынувшие воспоминания и прятать слёзы от прохожих. Проанализируйте эти чувства как симптомы, так можно больше узнать о себе.
Например, можно задать себе вопросы: «Почему я чувствую стресс в этой ситуации? Это реальная опасность или лишь моё отношение к событиям?» Иногда мы склонны видеть угрозу там, где её нет. Если вас триггерит то, что партнёр уже десять минут не отвечает на сообщение, спросите себя: «О чём я думаю и что чувствую? Что именно вызывает у меня такие эмоции? Какой я в этот момент человек?» Если когда-то вы договорились, что он будет сообщать своё местоположение каждые полчаса, а он нарушает этот договор, то стоит с ним это обсудить (а заодно и вместе подумать — нормально ли, что вы установили такой жёсткий контроль над взрослым человеком).
Но если это мысли из разряда: «Мне надо тотально контролировать его, иначе случится что-то плохое», то они не о доверии, а скорее о неуверенности в себе и триггерах из прошлого.
Зачем нужен триггер
Можно начать с того, что покупатель, это «святое» рыночных отношений. Человеку нравится покупать, для него покупка естественна, чаще встает вопрос, что покупать то?
Триггер побуждает купить что-то конкретное. Движимый эмоцией клиент, сам найдет для себя причины этой покупки. В зависимости от вида триггера и его назначения (о которых я расскажу позже), задачи бывают разными:
- Привлечь клиента на доверительные отношения
- Увеличить проходимость ресурса, сайта
- Увеличить конверсию
- Повысить количество продаж
- Провести анализ поведения клиентов, отзывчивости на ваш триггер
- Выстроить долгосрочные отношения с покупателем
Разновидности
Чтобы понять, как работает триггер, нужно понять, к какому классу и типу он относится. Различают 2 основных класса этих устройств:
- Синхронный с двумя основными классами: статическим и динамическим.
- Асинхронный.
Оба варианта имеют схожий принцип действия. Отличие только в процессе перехода сигнала из одного состояния в другое. Асинхронный делает это напрямую, а синхронный работает на основе этого сигнала.
Асинхронные
Асинхронный RS-триггер имеет 2 основных входа «R» и «S». Также предусмотрены выходы «Q» и «Q-». Устройство Trigger RS допускает следующую последовательность:
- Вход «S» является вводом настройки. На него подается высокое напряжение, в результате чего логический выход «Q» устанавливается в «1».
- Вход «R» отвечает за сброс положения. Высокое напряжение в виде логической «1» на этом входе подразумевает установку 0 на выходе «Q», а на выходе «Q–» — «1».
Асинхронный RS-триггер работает условно следующим образом:
- При подаче напряжения на вход «S» устройство включается и сохраняет это состояние даже при потере положительного сигнала.
- При подаче сигнала на вход «R» устройство выключается, сохраняя на выходах логический 0.
Схема RS-триггера асинхронного типа является наиболее простой. Работает без синхронизации со вспомогательным входом. Компонент RS используется в простых элементах или как дополнение к более сложным триггерам.
Затем будут представлены УГО, таблица истинности и общая схема такого триггера.
Синхронные
Чуть более сложное устройство. Работа с дополнительной синхронизацией сигналов. Эти триггеры RS также имеют входы «R» и «S», а также выходы «Q» и «Q–». Отличие заключается в наличии входа синхронизации «С». Этот контакт необходим для синхронизации входящих сигналов. Этот вход называется «часы» или часы. Триггер имеет следующий принцип работы:
- В основном сигнал поступает на входной разъем «С» и синхронизируется.
- С контакта «С» сигнал поступает на вход «S» в виде логической 1 или высокого напряжения.
- Логика 1 устанавливается на «Q» и сама схема включается.
Синхронизация используется для уменьшения некоторых помех. RS-триггеры этого типа часто используются для параллельно включенных цепей, что значительно снижает помехи от элементов с большой магнитной индуктивностью.
Графический символ, таблица истинности и диаграмма установившегося состояния устройства представлены ниже.
Асинхронные и синхронные модели — далеко не единственные схемы, которые используются для построения логических рабочих моделей. Затем будут представлены варианты триггеров с другим принципом действия.
D – триггеры.
Для использования триггеров в реальных счетных устройствах, необходимо иметь
возможность дополнительного управления их состояниями – предустановки, обнуления, активации с помощью
счетного тактового импульса.
Что бы осуществить эту операцию в схему счетного триггера добавляется еще три входа.
PRESET(PR) – восстанавливает на выходе триггера состояние 1, а СLEAR(CL) – состояние 0.
С помощью тактового входа Т осуществляется общая синхронизация триггера, относительно
других элементов схемы счетного устройства.
Импульс поступающий на счетный вход D меняет состояние триггера, только при наличии 1 на
тактовом входе.
