Триггер принцип работы: Принцип работы RS-триггера — Help for engineer

Содержание

что это такое, принцип работы, схема, таблица истинности

Существует несколько различных типов триггеров, из которых JK считается наиболее универсальным. JK-триггеры находят применение и как отдельные микросхемы, и в качестве элементов для процессоров. Их использование позволяет создавать схемы, действующие по достаточно сложным алгоритмам.

Триггер — что это за устройство

Он представляет собой электронное устройство, способное на протяжении длительного времени сохранять одно из двух или нескольких состояний. Это происходит до тех пор, пока на него подаётся электропитание. Существует несколько типов триггеров, каждый из которых имеет свою сферу применения. Фактически они являются базовыми элементами. На их основе создаются различные цифровые электронные устройства.

Триггер способен на протяжении довольно длительного промежутка времени пребывать в одном устойчивом режиме из нескольких возможных, а затем под действием входных сигналов переходить из одного режима в другой. Состоит он из элементарных логических элементов, функционирующих по правилам математической логики. Это могут быть ИЛИ-НЕ и И-НЕ. Первые из них функционируют в одноединичном прямом коде, то есть, на выходе одного из элементов будет 1, а на выходах других — 0. Устройство с элементами второго вида работает в однонулевом инверсном коде: на выходе одного из них 0, а на выходах других — 1.

Как работает JK-триггер

Это электронное устройство работает строго по определённому алгоритму, предусматривающему поступление входных значений и обеспечивающему формирование выходных.

Как видно из схемы, триггер имеет три входа, на которые поступают следующие сигналы:

  • J, K — информационные сигналы. Они принимают значение 0 или 1. Каждой комбинации соответствует определённое выходное значение.
  • C — двоичный сигнал, который определяет, будут ли меняться выходные сигналы на основании действующего алгоритма или нет. Обычно срабатывание происходит при переходе от единичного к нулевому значению. Также говорят, что срабатывание происходит при отрицательном фронте сигнала.

В этой схеме имеется два выхода:

  • Q — прямой. Выдает значение, которое на данный момент хранится в триггере.
  • Q1 также обозначают как Q с горизонтальной чертой сверху — инверсный. Этот сигнал всегда будет противоположным по отношению к Q.

JK-триггер — это своего рода усовершенствованный RS-триггер. В последнем наблюдается одно запрещённое состояние, использование которого приводит к неопределённому результату на выходе. В JK-устройстве такое состояние исключено. В остальном оба элемента действуют аналогично.

JK-триггер — универсальное устройство. На его базе можно построить простой и асинхронный Т-триггер, D-триггер, синхронный RS-триггер

Есть еще комбинированный JK-триггер. От универсального он отличается двумя дополнительными асинхронными входами S и R. Последние позволяют предварительно установить устройство в определенный режим (логического нуля или единицы).

Алгоритм работы

Если на вход C поступает сигнал, равный нулю, то выходные значения будут сохранены. Как только он станет равным единице, формирование значения Q будет происходить по следующим правилам:

  • Если J=K=0, режим триггера не меняется.
  • Когда J и K равны 1, происходит изменение состояния элемента на противоположное при поступлении каждого тактового импульса. В этом случае триггер функционирует идентично делителю частоты. Такой режим работы называют счётным, поскольку его использование позволяет осуществлять подсчёт определённых событий.
  • При K = 1, J = 0 выходное значение принимает нулевое значение.
  • Если K = 0, J = 1, тогда на выходе будет получена единица.

Алгоритм работы отображает таблица истинности JK-триггера, так как каждой входной комбинации значений соответствует строго определённая выходная.

Разобраться в работе триггера помогает еще временная диаграмма, на которой графически отображаются сигнальные импульсы, присутствующие одновременно на входах и выходах устройства.

На приведённой диаграмме срабатывание происходит по фронту импульса C с задержкой. Момент, когда это происходит, зависит от конкретной схемы реализации.

Как реализованы функции JK-триггера

JK-тригер описание и схема которого были представлены выше, собран на основе четырех элементов И-НЕ. На вход каждого из них поступают двоичные значения, которые преобразуются по закону конъюнкции. Это электронное устройство имеет относительно несложную схему, работающую на основании простых логических операций. Использование входа C позволяет рассматривать ситуацию для значений, которые подаются на вход или получаются с выхода в последовательные моменты времени. Последние обозначаются латинской буквой «n». Таким образом, в момент t (n) на выходе будет значение Q(n), а в следующий — Q(n+1).

Далее рассмотрим принцип работы универсального JK-триггера для каждой из возможных ситуаций. Для удобства описания использования микросхем И-НЕ они будут пронумерованы. Микросхема слева вверху схемы обозначена D1. Та, что под ней — D2. Находящаяся справа вверху — D3, справа внизу — D4.

На J и K нулевые значения

В этом случае на первых двух микросхемах применение логического элемента И приведёт к получению нуля, но поскольку нужно брать дополнительное значение, будет образована единица на обеих микросхемах.

Так как выходное значение от Q и от отрицания Q будет подано на вход микросхем D3 и D4 (значение в момент времени n), то элемент И вместе с логической единицей просто передаст на выход это значение.

При этом необходимо учитывать, что значение отрицания Q будет подано на микросхему для формирования Q и наоборот. После этого на выходе микросхемы будет применено НЕ, которое сохранит прежнее значение. Таким образом, комбинация J = K = 0 приведёт к сохранению прежнего значения. Нужно помнить, что работа в соответствии с указанным алгоритмом возможна лишь в момент поступления отрицательного фронта сигнала на C. На протяжении остального времени ничего происходить не будет.

На J и K единичные значения

Если Q = 0, то отрицание Q будет равняться 1. Если на вход элемента D1 будет подано J = 1 и отрицание Q, тогда на выходе D1 сформируется ноль. С учетом того, что на входе D3 имеется логический 0, на выходе будет получена единица как результат функционирования элемента И-НЕ. Следовательно, в момент времени n + 1 сформируется инвертированное значение.

Для D2 и D4 значения находят аналогичным образом в соответствии с таблицей истинности JK-триггера.

J и K имеют противоположные значения

Если J = 1 и K = 0, то на вход D1 поступят сигналы J = 1 и отрицание Q. Результатом логического И станет отрицание Q. После инвертирования значение приобретает Q. На вход D3 поступят одновременно Q и отрицание Q. Поэтому результатом логического И всегда будет ноль. Этот результат не зависит от предыдущего значения отрицания Q.

В случае, когда J = 0, K = 1 аналогичным образом можно убедиться, что Q = 0.

Области применения триггера

JK-триггер можно рассматривать как ячейку памяти объёмом в 1 бит. Подача управляющих сигналов позволяет устанавливать значение памяти, равное 0 или 1, сохранять или инвертировать его, что наглядно демонстрирует таблица переходов.

На практике JK-устройства выпускают в виде микросхем, действующих в соответствии с таблицей истинности синхронного триггера. Обычно для того, чтобы запрограммировать определённый алгоритм сначала составляют логическую формулу преобразования двоичных сигналов. Затем реализовывают её в виде платы, включающей в себя установку триггеров.

Триггеры нашли широкое применение в таких компонентах вычислительных систем, как счетчики, регистры, процессоры и ОЗУ. Универсальность JK-триггеров позволяет использовать их в устройствах с разным уровнем сложности логики работы. Например, на основе JK-триггера можно собрать делитель частоты на 10. При поступлении на вход данного устройства импульсов частотой 10 кГц на выходе будут получены значения, равные 1 кГц. Подобные схемы получили название декадного делителя или декады.

Использование JK-устройств в составе цифровых счетчиков – это их основная область применения. Цифровые схемы в современной технике собираются на основе микросхем программируемой логики (FPGA) или заказных микросхем (ASIC).

Еще одна область применения JK-триггеров — устройства для обнаружения коротких импульсов. В данном случае импульс после поступления на вход С переходит в единичное состояние, которое затем обнаруживается последующей схемой, например, микропроцессором. Подобно схеме обнаружения КИ работает и схема ждущего мультивибратора.

При создании сложных логических схем нужны приборы разных видов. Поэтому выгоднее использовать универсальный тип устройства, которое может работать в различных режимах. Именно такими устройствами являются JK-триггеры.

Видео по теме

4) Классификация, система условных графических обозначений и принцип работы триггеров.

Классификация триггеров

Триггером называется устройство, имеющее два устойчивых состояния и сохраняющее любое из них сколь угодно долго после снятия внешнего воздействия, вызвавшего переход триггера из одного состояния в другое. Поэтому говорят, что триггер обладает памятью.

По способу записи информации триггеры могут быть асинхронными и синхронными. асинхронным, если сам сигнал, несущий информацию, вызывает его переключение. В синхронных (тактируемых) триггерах информация записывается при одновременном воздействии информационного сигнала и синхронизирующего (разрешающего) (статическое управление) импульса. Синхронизация может осуществляться импульсом (потенциалом) или перепадом потенциала (фронтом или срезом импульса) (динамическое управление). По функциональному признаку различают RS

триггеры, Dтриггеры, Ттриггеры и JKтриггеры, а также их комбинации.

Асинхронный RS-триггер

В асинхронном (нетактируемом) RS-триггере (рис. 6.2, а), выполненном на логических элементах ИЛИ-НЕ, состояниями описанной выше ячейки памяти можно управлять, подавая логическую 1 либо на вход S (Set) установки в состояние Q = 1, либо на вход R (Reset) сброса в состояние Q = 0. Если одновременно подать, а затем снять логическую 1 с обоих входов, то состояние триггера после снятия входных сигналов будет неопределенным.

асинхронный RS-триггер с инверсным управлением (рис. 6.2, б

Тактируемый RS-триггер

Тактируемый (синхронный) RS-триггер может изменить свое состояние только с приходом тактового импульса на вход

С. Запрещенным является состояние CRS=1. При включении питания состояние триггера остается неопределенным.

D-триггеры

D-триггер (от английского Delay – задержка) имеет один информационный (D – Data – данные) и один тактируемый (С – Clock – тактовая последовательность) вход. Такой триггер можно получить из RS-триггера, подав на R-вход инвертированный сигнал с S-входа, при С = 1 триггер работает как повторитель (Q = D), а при переходе сигнала на входе С от логической единицы к логическому нулю триггер запирается и переходит в режим хранения (защелкивает информацию со входа D). В отличие от RS-триггера, D-триггер не имеет запрещенного состояния.

D-триггер с динамическим управлением, тактируемый фронтом тактового импульса, можно выполнить по двухступенчатой схеме, показанной на рис. 6.5, а. Триггеры с динамическим управлением необходимы для построения счетчиков и регистров сдвига.

T-триггер


Т-триггер (от английского Toggle – опрокидываться, кувыркаться). Он имеет только тактовый вход Т и меняет свое состояние на противоположное по фронту или срезу каждого нового тактового импульса

JK-триггер

JK-триггер выполняет наиболее универсальные функции (J – Jerk – резкое движение, толчок; K – Kill – ликвидировать). Он строится на базе RS-триггера с динамическим тактовым входом (рис. 6.7), но, в отличие от него, в JK-триггере устранено запрещенное состояние при J = K = 1. При совпадении логических единиц на информационных входах J и K он работает как счетный (режим переключения), т.е. меняет свое состояние на противоположное при каждом новом такте. Логическая 1 на входе J устанавливает триггер в состояние единицы (режим записи 1, установка), логическая 1 на входе К переводит триггер в состояние логического нуля (режим записи 0, сброс) при наличии тактирования. При наличии логических нулей на входах J и К тактовый импульс не меняет состояние триггера (режим хранения).

5) Разработать восьмиразрядный сумматор и цифровой компаратор.

Сумматор (SM) служит для формирования арифметической суммы n-разрядных двоичных чисел А и В, в конкретном случае двух восьмиразрядных чисел

.

Цифровым компаратором называют устройство, фиксирующее результат сравнения n-разрядных двоичных или двоично-десятичных кодов чисел. Цифровой компаратор можно построить на сумматоре, подавая на один суммирующий вход прямой код числа А, на другой — инверсный код числа В.

6) Привести примеры восьмиканальных мультиплексоров и демультиплексоров.

Мультиплексором (от англ. Multiplexer — многократный) называют коммутатор сигналов с нескольких входов на один выход. Примеры восьмиканальных мультиплексоров представлены на рисунке 1.

Демультиплексор — коммутатор сигнала с одного входа на несколько выходов. Примеры восьмиканальных демультиплексоров представлены на рисунке 2.

7) Разработать цифровое устройство, зажигающее светодиод при наличии логических единиц на любых M входах из 10.

Просуммируем число сработавших датчиков с помощью сумматоров (рис. 5.27), подключив датчики 1-9 к их входам с весом 1.

Логический элемент И-НЕ на выходе устройства формирует логический ноль, необходимый для того, чтобы светодиод загорелся, только при суммарном количестве сработавших датчиков, равном семи. В устройстве можно задействовать микросхемы К555ИМ5 (DD1 – 1 Столбец сумматоров), К555ИМ2 (DD2), К555ИМ6 (DD3), К555ЛА4 (DD4). Резистор задает рабочий ток светодиода порядка 10 мА.

8) Указать уровни сигналов на выходах 8-разрядного сумматора, на входы которого подаются дополнительные коды чисел минус N1 и плюс N2.

На входы сумматора подаются дополнительные коды двух чисел : +16 и -100. На выходе будет сумма этих чисел.

+16

прямой код 00010000

обратный код 00010000

дополнительный код 00010000

-100

Запишем дополнительный код однобайтового числа минус 100. Для отображения знака используется старший разряд числа.

Запишем двоичный код числа плюс 100: 01100100

Проинвертируем его: 10011011

Прибавим единицу: 10011100

Проверка: 10011100=128+16+8+4=156=256–100.

Дополнительный код числа минус 100 равен 10011100.

Просуммируем эти числа:

00010000

10011100

10101100

На рисунке изображена функциональная схема восьмиразрядного сумматора, на входы А и В которого поступают слагаемые.

Ответ: на выходе 10101100

9) Разработать распределитель уровня логической единицы по N каналам.

Разработан распределитель логического уровня единицы по 32 каналам. В схеме использованы микросхемы К1533ИД3, выходы инверсные, поэтому необходимо поставить по инвертору на каждый выход, возможно использование микросхемы К555ЛН1, содержащей 6 инверторов в одном корпусе.

10) Разработать делитель частоты входных импульсов в N раз.

Счетчики с произвольным модулем счета Ксч строятся на основе микросхем двоичных и двоично-десятичных счетчиков. Одним из способов получения произвольного значения модуля счета является использование цепи обратной связи, сбрасывающей его в нулевое состояние, как только суммирующий счетчик переходит в состояние, равное Ксч.

например, с коэффициентом пересчета Ксч = 147 организован на основе восьмиразрядного двоичного счетчика (Ксч = 256), который дополнен цепью сброса. Когда счетчик переходит в состояние 147=10010011В (совпадают логические 1 на входах элементов И, подключенных к выходам счетчика с весовыми коэффициентами 128, 16, 2 и 1), происходит его сброс, в результате чего его состояния циклически повторяются через каждые 147 входных тактов.

Компания «Смарт ВИП»

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОРОДА МОСКВЫ

СЕВЕРНЫЙ АДМИНИМТРАТИВНЫЙ ОКРУГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №4

 

Исследование принципов работы триггеров

 

1. Цель работы

Целью работы является изучение принципов работы триггеров.

 

2. Краткие теоретические сведения

 

Триггеры

Триггерами или, точнее, триггерными системами называют класс цифровых устройств, обладающих способностью длительно находится в одном из двух или более устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера распознаётся по значению выходного напряжения.

Триггеры используются при построении устройств, предназначенных для счета цифровых сигналов. Когда необходимо выделить серию цифровых импульсов из их неограниченной последовательности, вырабатываемой, например, генератором, триггеры могут применяться в качестве устройств, определяющих начальный и конечный импульс серии. В схемах с цифровыми ключами триггеры могут служить для подавления дребезга электрического сигнала, возникающего при замыкании и размыкании ключей. В устройствах индикации выходной информации триггеры играют роль «защелок», которые хранят последние поступившие на них при считывании цифровые сигналы. Одним из основных типов триггеров является RS-триггер.

 

RS — триггер

 

 



Важным методом, используемым для описания функционирования RS- триггера, является метод таблиц состояний (таблиц переходов).

 

RS-триггера в сокращенной форме содержит два входных сигнала (сигналы R и S) и один выходной сигнал (функция) и  (см. рисунок 4.1).

 

S

R

Q

0

0

0

1

1

1

0

0

1

1

Q0

 


Из таблицы состояний 4.1 триггера видно, что при подаче на вход R уровня лог. «0» триггер принимает состояние логического «0», а при подаче управляющего сигнала «0» на вход S — состояние «1». Следует отметить также, что если до подачи управляющего сигнала, например, на вход R, триггер находился в состоянии логического «0», его состояние не изменится и после подачи сигнала «0» на вход R. Если на обоих входах триггера имеются уровни логического «1» — это состояние соответствует режиму хранения и триггер сохраняет предыдущее состояние. В таблице 4.1 это состояние обозначено условно Q0. При подаче на входы R и S одновременно уровня «0» триггер будет находиться в неопределенном (или неправильном) состоянии, поэтому такое сочетание сигналов R и S называется запрещенной комбинацией управляющих сигналов и в таблице состояний обозначается буквой .

Сокращенная таблица состояний (таблица 4.1) триггера отражает лишь динамику изменения состояния триггера и не учитывает свойство триггера запоминать единицу информации. Полная таблица состояний (таблица 4.2) триггера должна учитывать влияние (на процесс управления) значения предыдущего состояния триггера Q0. Причем Q0 представляется как входная переменная. Таблицу состояний строят так же, как и таблицу истинности.

 

Nст

S

R

Q0

Q

1

0

0

0

2

0

0

1

3

1

0

1

0

4

1

0

0

0

5

0

1

1

1

6

0

1

0

1

7

1

1

1

1

8

1

1

0

0

 

Таблица 4.2. Полная таблица состояний RS -триггера

 

В таблице 4.2 Q0 – состояние триггера до поступления управляющего сигнала; Q – состояние триггера после поступления сигнала управления;  — неопределенное состояние триггера, соответствующее запрещенным комбинациям входных (управляющих) переменных.

Анализ таблицы 4.2 показывает, что только в ситуациях, описываемых строками 3 и 6, происходит изменение состояния триггера.

Рассмотрим строку 3. После того, как подается сигнал на вход R, триггер сбрасывается, т.е. переходит из состояния “1” в состояние “0”. Рассмотрим строку 6. Триггер устанавливается, т.е. переходит из состояния “0” в состояние “1”, в результате подачи сигнала “0” на вход S. Для строк 7 и 8 сигналы S = 1 и R= 1, и, следовательно, никаких изменений в состоянии триггера не происходит. Для строки 4 сигнал R=0, и этот сигнал в нормальных условиях должен сбросить триггер, но так как триггер уже “сброшен” и Q = 0, то сигнал R = 0 не изменяет его состояние. Аналогично для строки 5 сигнал S = 0, 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.

При подаче одновременно на входы R и S сигнала, соответствующего логической 0, 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.

 

D-триггер

D-триггер называют информационным триггером, также триггером задержки. D-триггер управляться (переключаться) фронтом тактирующего импульса. Для триггера типа D, состояние в интервале времени между сигналом на входной линии и следующим состоянием триггера описывается таблицей 4.3:

 

 

Таблица 4.3. Таблица состояний D – триггера

 

По синхроимпульсу D-триггер принимает то состояние, которое имеет входная линия, согласно управляющей таблице состояний. На рисунке 4.2, приведены временные диаграммы, поясняющие его работу.


Рисунок 4.2. Временная диаграмма работы D-триггера

 

Как следует из таблицы 4.3, D-триггер имеет как минимум две входные линии: одна — для подачи синхроимпульсов; другая — информационных сигналов. Схемное обозначение D - триггера приведено на рисунке 4.3.

 


Рисунок 4.3. Схематическое обозначение D-триггера

 

Полная таблица 4.4 состояния D-триггера будет выглядеть следующим образом:

 

C

D

Q0

Q

0

0

0

0

0

0

1

~

0

1

0

0

0

1

1

~

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

 

Таблица 4.4. Таблица состояний D — триггера

 

В таблице 4.4 состояний D — триггера знаком безразличного состояния (~) обозначены значения Q для двух наборов переменных, т.к. изменение состояния триггера при нулевом значении сигнала «С» не происходит.

 

JK-триггер

 

Особое место среди триггеров занимают JK-триггеры, как обладающие более широкими функциональными возможностями.

Упрощенная таблица 4.5 (таблица управления) состояний JK-триггера содержит четыре строки:

 

 

Таблица 4.5. Таблица состояний JK-триггера

 

Из таблицы состояний 4.5 видно, что для первых трех строк (наборов переменных) входы J и K играют роль входов S и R RS — триггера. Однако, для четвертого набора переменных, когда J=K=1 состояние триггера сильно отличается от состояния RS-триггера. Для RS-триггера — это запрещенная комбинация входных переменных, а в JK-триггере меняется (инвертируется) предыдущее состояние.

Полная таблица состояний 4.6, учитывающая текущее состояние для JK-триггера выглядит следующим образом:

 

J

K

Q0

Q

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

 

Таблица 4.6. Таблица (полная) состояний JK - триггера

 

 

Т-триггер

 

Т-триггер — это счетный триггер. Т-триггер имеет один вход (вспомогательные входы принудительной установки “0” и “1” не рассматриваются), куда подают тактирующие (счетные) импульсы. После подачи каждого тактирующего импульса состояние Т-триггера меняется в обратное (инверсное) предыдущему состоянию (аналогично состоянию JK-триггера при комбинации входных переменных J=1 и K=1). Т-триггеры строятся на базе двухступенчатых (RS, D, JK) триггеров.

 

 

Таблица состояний 4.7 Т-триггера выглядит следующим образом:

 

T

Q0

Q

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

 

Таблица 4.7. Таблица состояний T – триггера

 

где, T – тактирующий импульс.

Т-триггер можно синтезировать из любого типа триггера. Рассмотрим пример синтеза Т-триггера из JK-триггера. Для этого достаточно подключить входы J и K к высокому уровню «1».

 

 

 


Рисунок 4.4. Схема реализации Т – триггера из JK - триггера

 

Рассмотрим пример реализации Т-триггера на базе D-триггера, управляемого фронтом синхроимпульса.

 


Рисунок 4.5. Схема реализации Т – триггера из D - триггера

 

Из приведенной функциональной схемы 4.5 следует, что для получения счетного триггера из D-триггера, достаточно соединить инверсный выход D-триггера с его входом “D”.

Временные диаграммы, поясняющие принцип работы счетного триггера приведены на рисунке 4.6.

 


Рисунок 4.6. Временная диаграмма работы T – триггера

 

Из временных диаграмм следует, что переключение состояния счетного триггера, выполненного на базе D-триггера, происходит в моменты поступления передних фронтов синхроимпульсов. Частота следования импульсов на выходе счетного триггера в два раза меньше частоты входных синхроимпульсов, что позволяет их использовать в качестве делителей частоты. Если один счетный триггер позволяет делить частоту на два, то для реализации делителя частоты на четыре потребуется два триггера, соединенных последовательно и т.д.

 

3. Задание для самостоятельного выполнения

Внимание!

При выполнении практикума в лабораторном классе:

Соблюдайте правила техники безопасности при работе со стендом и приборами как с электрическими установками! Сетевое питание на стенд и питание на тестируемые схемы подавайте только после полного монтажа схемы и проверки монтажа преподавателем!

 

3.1. Для изучения принципов работы RS – триггера синтезируйте архитектуру ПЛИС в соответствии с функциональной схемой, приведенной на рисунке 4.7.

 


Рисунок 4.7. Функциональная схема для изучения принципов работы RS — триггера

 

Манипулируя кнопками SA1 и SA2, заполните таблицу 4.8 состояний RS – триггера (таблицу переходов), руководствуясь свечением светодиода HL1.

 

S

R

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.8. Таблица состояний RS – триггера (заполняется в

ходе выполнения работы)

 

3.2. Синтезируйте устройство с среде Quartus II для работы с D — триггером. Структурная схема представлена на рисунке 4.8.


 

Рисунок 4.8. Структурная схема для изучения принципов работы D-триггера

 

Используя кнопку SA1 для управления информационным входом триггера, кнопку SA2, подключенную через модуль подавления «дребезга» контактов, для имитации тактового сигнала триггера, светодиод HL1 для определения состояния выхода D – триггера, заполните таблицу состояний триггера 4.9.

 

 

Таблица 4.9. Таблица состояний D – триггера (заполняется в

ходе выполнения работы)

 

3.3. Сконфигурируйте ПЛИС в соответствии с рисунком 4.9. Подключите к входам триггера “J” и “K” два микропереключателя из линейки микропереключателей SA5. Вход синхронизации триггера соедините с кнопкой SA1 через схему подавления «дребезга» контактов “remove_chatter”. К выходу JK – триггера подключите светодиод HL1.

 


Рисунок 4.9. Структурная схема для изучения принципов работы JK-триггера

 

Изменяя уровни логических сигналов, с помощью переключателей SA5 и фиксируя изменения на входах “J” и “K” нажатием на кнопку SA1, заполните таблицу состояния триггера 4.10, руководствуясь активностью выхода JK – триггера.

 

J

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.10. Таблица состояний JK – триггера (заполняется в

ходе выполнения работы)

 

3.4. Схема представленная на рисунке 4.10 предназначена для практического изучения принципов работы T — триггера. Сконфигурируйте ПЛИС согласно схеме. Нажимая на кнопку SA1, подключенную через модуль подавления «дребезга» контактов “remove_chatter”, убедитесь в изменении состояния триггера при каждом нажатии на кнопку SA1.

 


Рисунок 4.10. Структурная схема для изучения принципов работы Т-триггера

 

4. Контрольные вопросы

1. Нарисуйте схему RS – триггера на элементах «И-НЕ» и поясните принцип работы триггера?

2. Используя таблицы состояний поясните принцип работы D – триггера, JK – триггера, Т – триггера.

 

2.2 Триггер. Разработка принципиальной схемы 16 разрядного счетчика с использованием программы Electron ics Workbench 5.12

Похожие главы из других работ:

Преобразователь кодов (Манчестер-2)

3.4 Асинхронный RS-триггер

Функцию асинхронного RS-триггера в проектируемом кодере Манчестера-2 могут выполнять микросхемы КР1554ТВ9, КР1554ТВ15, КР1554ТМ2 [9]. ИС КР1554ТВ9 и КР1554ТВ15 состоят из двух независимых JK-триггеров…

Проектирование цифрового устройства

8.1 Триггер

К155ТМ8 — микросхема представляет собой четыре триггера D-типа с прямыми и инверсными выходами и предназначена для создания устройств памяти ЭВМ и цифровой автоматики широкого применения…

Разработка принципиальной схемы 16 разрядного счетчика с использованием программы Electron ics Workbench 5.12

2.2 Триггер

Триггер типа Т называется триггером со счётным входом. Он изменяет своё состояние на противоположное каждый раз, когда на его вход приходит очередной сигнал. Обозначение триггера произошло от первой буквы английского слова toggle — защёлка…

Разработка стенда для исследования схемы синхронного RS-триггера

1.1.4 RS-триггер

Ттриггером RS-типа называют элементарный автомат с двумя устойчивыми состояниями, имеющих два информационных входа R и S такие, что при R=1 и S=0 триггер принимает состояние 0 (), а при S=1 и R=0 — состояние 1 (). В соответствии с состоянием…

Разработка стенда для исследования схемы синхронного RS-триггера

1.1.6 Т-триггер

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. На рис…

Разработка стенда для исследования схемы синхронного RS-триггера

1.1.8 D-триггер

Триггером D-типа, известным под названием триггера задержки, называют логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями и одним информационным входом D (от англ. Delay — “задержка”). Закон функционирования триггера D-типа приведен в табл…

Разработка цифрового вольтметра

3.5 Триггер

В качестве триггера возьмём JK- триггер К155ТВ1 [4], схема подключения которого изображена на рисунке 10. Работа JK- триггера объясняется на основе таблицы состояний. Рисунок 10 — Триггер 3…

Синтез цифрового автомата

2.4.2 Триггер

По заданию триггера 561ТВ1, он содержат по два JK-триггера . Каждый триггер имеет вход J, вход К, вход R — установки триггера в 0, вход S — установки в 1 и вход подачи тактовых импульсов С. Установка триггера в нулевое состояние происходит при подаче лог…

Тактирующие устройства. Триггеры

2.2.1 RS-триггер

На рис. 3,а,б показаны логические структуры синхронного RS-триггера. Как видно из представленных структур, синхронный RS-триггер состоит из асинхронного триггера с прямыми (либо инверсными) входами…

Тактирующие устройства. Триггеры

2.2.2 D-триггер.

Имеет лишь один информационный вход, называемый входом D, Вход С управляющий и служит для подачи синхронизирующего сигнала. Функционирование D-триггера определяется таблицей состояний (рис. 4,а). Как видно из таблицы…

Тактирующие устройства. Триггеры

2.3.1 JK-триггер

На рис. 6 таблица состояний JK-триггера представлена в форме диаграммы Вейча, из которой можно получить следующее логическое выражение, определяющее функционирование JK-триггера: (5) Из (5) следует, что состояние Q…

Тактирующие устройства. Триггеры

2.3.2 Т-триггер

На рис. 9,а показана логическая структура Т-триггера. При поступлении на вход Т импульса на положительном его фронте ведущий триггер Тг1, устанавливается в состояние…

Тактирующие устройства. Триггеры

2.3.3 D-триггер

Рассмотрим функционирование D-триггера с логическом структурой, приведенной на рис. 12,а. Элементы И-НЕ 1 и 2 составляют простейшую выходную триггерную структуру, состояние которой определяет состояние всего D-триггера. Элементы И-НЕ 3…..

Цифровая схемотехника

3.2 Асинхронный RS-триггер

Асинхронный RS-триггер служит основным элементом памяти в составе триггеров любых типов. Он может строиться как на элементах И-НЕ, так и ИЛИ-НЕ. Оба способа и их условные графические обозначения представлены и на рисунке 3.1. Рисунок 3…

Цифровой блок управления электроприводом

4.4 КТ — командный триггер

Командный триггер строим по схеме асинхронного RS-триггера на логических элементах И-НЕ, которые управляются «нулями». Схема командного триггера представлена на рисунке 6…

Триггеры. Назначение, классификация и применение.

Триггером называют элементарный цифровой автомат, который имеет два устойчивых состояния. Одному из этих состояний присваивается значение 1, а другому — 0, Состояние триггера и значение хранимой двоичной информации определяются прямым и инверсным выходными сигналами. Если на прямом выходе Q имеется потенциал соответствующий логической 1, то триггер находится в единичном состоянии, если О-в нулевом состоянии. Потенциал на инверсном выходе противоположен главному выходу.

Триггеры классифицируются по следующим признакам:

1. По способу записи информации различают асинхронные и синхронные триггеры. В асинхронных триггерах изменение состояния происходит при подаче сигналов на информационные входы. В синхронных (тактируемых) триггерах имеются кроме информационных входов один или несколько дополнительных для сигналов управления. Состояние таких триггеров изменяется при подаче синхронизирующих сигналов в соответствии со значением сигналов на информационных входах.

2.  По способу управления информацией различают триггеры со статическим, динамическим, одноступенчатым и многоступенчатым управлением.

При статическом управлении переключение триггеров вызывается уровнями сигналов, поступающих на информационные входы; при динамическом управлении — изменением уровней сигналов на информационных входах. Триггеры с одноступенчатым управлением имеют одну ступень управления, а с двухступенчатым — две ступени запоминания информации. Синхронные триггеры с одноступенчатым управлением называются однотактными. а с двухступенчатым — двухтактными.

3.  По способу организации логических связей, определяющих особенности функционирования, различают RS,D,T,JK и другие типы триггеров.

1. Максимальная длительность входного сигнала;

2. Время задержки переключения триггера;

3. Разрешающее время триггера

30. Триггеры. Схема построения асинхронного RS-триггера на логических элементах Шеффера. Принцип работы, таблица переключения, временная диафрагма и УГО. Применение.

31. Триггеры. Схема построения синхронного однотактного RS-триггера на логических элементах. Принцип работы, таблица переключения, временная диафрагма и УГО. Применение.

Синхронный однотактный RS-триггер.

На входы логического элемента сигналы не всегда поступают одновременно, т.к. перед этим могут проходить через разное число узлов, не обладающих к тому же одинаковой задержкой. Это явление называют состязаниями или гонками. В результате таких состязаний новые значения одних сигналов будут сочетатся с предыдущими значениями других сигналов, что может привести к ложному срабатыванию.

Это отрицательное явление можно устранить временным стробированием. когда на элемент кроме информационных сигналов подаются тактирующие (синхронизирующие) импульсы, к моменту прихода которых информационные сигналы успевают установиться на входах.

Рис.62.Схема(а),УГО(б),таблица значений(в) и временные диаграммы (г) синхронного RS-триггера на логических элементах И-НЕ

Здесь элементы 1 и 2 образуют схемы входной логики синхронного управления RS- триггера. построенного на элементах 3 и 4.

Поскольку входная информация поступает через дополнительные элементы 1 и 2, то она может быть записана в триггер только при поступлении на синхронизирующий вход тактирующего сигнала. Т.о. синхронный триггер кроме входов R и S имеет вход синхронизации С. Закон функционирования данного триггера следующий: если на синхронизирующем входе действует уровень С=0, то триггер сохраняет своё состояние, т.е. триггер находится в режиме хранения, а если на синхронизирующем входе С=1, то триггер работает в режиме асинхронного RS-триггера. При отсутствии сигнала синхронизации триггер может быть установлен в состояние 0 или 1 подачей на дополнительные несинхронизирующие входы R-инверсное и S-инверсное сигналов, соответствующих логическому «О».

32. Триггеры. Схема построения синхронного двухтактного RS-триггера на логических элементах. Принцип работы, таблица переключения, временная диаграмма и УГО. Применение.

Синхронный двухтактный RS -триггер.

Устойчивая работа однотактных RS-триггеров в любой схеме возможно только при условии, что информация в триггер заносится после завершения передачи информации о прежнем его состоянии в другой триггер. Для этого приходится использовать две серии находящихся в противофазе синхроимпульсов. Подобный принцип обмена информацией реализован в двухтактных RS-триггерах.


Рис.63.Схема(а),таблица значений(б) и временные диаграммы(в) двухтактного синхронного RS-Триггера

 

Схема двухтактного синхронного RS-триггера состоит из двух однотактных RS- триггеров и инвертора в цепи синхронизации. Если на синхронизирующий вход триггера подаётся сигнал С=1, то входная информация, определяемая сигналами на R и S входах, заносится только в первый триггер. При этом второй триггер будет хранить предыдущюю информацию.

Как только импульс синхронизации примет значение С=0, первый RS-триггер перейдёт в режим хранения, а с инвертора уровень С-инверсное равный «1” запишет информационное состояние первого RS-триггера во второй RS-триггер.

Синхронный двухтактный триггер обычно имеет дополнительные асинхронные инверсные входы R и S, по которым он независимо от сигнала на синхронизирующем входе С переключается в состояние 0 или 1.

Условное обозначение рассмотренного триггера имеет вид (рис.64).

Рис.64.УГО двухтактного синхронного RS-триггера.

Таким образом разница между однотактным и двухтактным синхронными RS- триггерами со статическим управлением состоит в следующем: однотактный синхронный RS-триггер можно переключить, если С=1 и при этом изменить комбинацию на установочных входах с прежней (например R=0, S=1) на новую (R=1, S=0) или наоборот; в двухтактном синхронном RS-триггере при С=1 вторая ступень отключена от первой, а при С=0 первая ступень не принимает информацию с входов R и S.

Лишь при изменении сигнала на синхронизирующем входе С с 1 на 0 информация из первой ступени передаётся во вторую ступень и состояние выходов Q и Q-инверсное изменяется.

33. Триггеры. Схема построения. D-триггера со статическим управлением. Принцип работы, таблица переключения, временная диаграмма и УГО. Применение.34. Триггеры. Схема построения. D-триггера с динамическим управлением. Принцип работы, таблица переключения, временная диаграмма и УГО. Применение.

D-триггеры

Состояние в синхронных триггерах может изменится только во время действия синхроимпульса. В промежутке между синхроимпульсами выходные напряжения постоянны. Это позволяет создать на основе синхронизируемых RS-триггеров триггеры задержки — D-триггеры. D-триггер может быть одноступенчатым или двухступенчатым.

Рис.68.Схема(а),УГО(б),таблица значений(в) и временные диаграммы(г) одноступенчатого синхронного D-триггера

 

1.    Одноступенчатый D-триггер имеет вид (рис.68).

При С=0 синхронный RS-триггер заблокирован уровнями логической 1 с выходов элементов И-НЕ. При С=1 уровень, поданный на информационный вход D, создаёт уровень логического 0 на входе S (D=1), либо на входе R (D=Q) асинхронного RS-триггера и триггер устанавливается в состояние, соответствующее логическому уровню на входе D.

Как видно из временной диаграммы одноступенчатый D-триггер задерживает распространение входного сигнала на время паузы между сигналами.

2.    Двухступенчатый синхронный D-триггер обеспечивает задержку входного сигнала на период (на один такт) следования синхронизирующих сигналов.

Рис.69.Вариант построения(а),таблица значений(б) и временные диаграммы(в) двухступенчатого синхронного D-триггера.

 

Схема двухступенчатого синхронного D-триггера состоит из однотактного D-триггера и однотактного синхронного RS-триггера, тактируемых уровнем логической 1. и инвертора.

При С=0 информация со входа D не принимается в триггер T-j. Этот уровень через инвертор подаётся на синхронизирующий вход триггера Т2 и состояние триггера Т1 передаётся Т2.

При подаче на вход С уровня логической 1 на синхронизирующий вход триггера Т2 приходит логический 0 и связь между триггерами разрывается. Триггер Т1 при этом будет устанавливаться в состояние, соответствующее уровню на входе D. После окончания действия сигнала на входе синхронизации (С=0) производится передача состояния триггера T-j триггеру Т2.

Триггеры с динамическим управлением.

 

При построении функциональных узлов вычислительных машин широко используются триггеры с динамическим синхронизирующим входом. Особенность таких триггеров состоит в том, что уровни с информационных входов воспринимаются триггером лишь в течение времени, когда на входе синхронизации С происходит переход с уровня логического 0 на 1, либо с логической 1 на 0.

 

                                                     Динамический RS-триггер

          Рис.73.Схема(а) и временные диаграммы(б) динамического RS-триггера.

Пусть триггер хранит логическую 1 (Qn=1). Наличие на синхронизирующем входе триггера уровня С=0 независимо от комбинации входных сигналов на информационных входах будет блокировать состояние триггера, т.к. уровни логической 1 на выходах элементов И-НЕЗ и И-НЕ4 не смогут изменить состояние триггера Т5.

Если перед подачей уровня логической 1 на вход С на информационных входах действовали уровни сигналов, например, Я-инверсное=0 и 8-инверсное=1, то при смене уровня на входе С с 0 на 1 на выходе элемента И-НЕ4 установится уровень логического 0, устанавливающий триггер Т5 в состояние 0 (Q=0). Одновременно уровень логического 0 с выхода элемента И-НЕ4 подаётся на выход элемента И-НЕ2 и на его выходе устанавливается уровень логической 1 независимо от последующих значений уровня сигнала на инверсном входе R.

Уровень логического 0 с выхода элемента И-НЕЗ Аналогично упередаётся на вход И- НЕ1. устанавливая на его выходе уровень логической 1 независимо от последующих значений сигнала на инверсном входе S. Таким образом происходит логическое отключение триггера Т5 от входов. Изменение на входе С логического уровня с 1 на 0 заблокирует состояние триггера Т5. т.е. он будет хранить логический 0.

Если на инверсных информационных входах будут действовать уровни сигнала S=0, R=1, то при смене уровня на входе С с логического 0 на 1 произойдёт переключение триггера Т5 из состояния 0 в состояние 1 (Qn=1). После этого никакие последующие изменения уровней сигнала на входах не будут восприниматься триггером T5, пока на входе С не произойдёт перепад уровней сигнала с логического 0 на 1.

          Рис.74.Условное графическое обозначение динамического RS-триггера.

Динамически D-тригг ер.

 

                                          Рис.75.Схема динамического D-триггера.

 

В триггерах с динамическим управлением по входу синхронизации, или просто динамических триггерах, запись входной информации происходит в момент перепада тактового сигнала. Запись может производится в момент положительного перепада тактового импульса (по фронту синхроимпульса) или в момент отрицательного перепада (по срезу синхроимпульса), Наиболее распространённым таким динамическим триггером является D-триггер, приведённый на рис.75.

триггеров Т1 и Т2 и выходного триггера ТЗ.

Рассмотрим основные режимы и особенности работы динамического О-тригтера;

1.    Режим хранения. Если С=0, то х2=S̅=1 и x3=R̅=1.

Это нейтральная комбинация входных сигналов для выходного триггера ТЗ. При такой комбинации сигналов он находится в режиме хранения и выходные сигналы О-триггера не меняются.

2.    Запись информации. До тех пор, пока С=0, один из двух триггеров Т1, Т2 находится в неопределённом состоянии.

 

X3=1         x2=1

 

                   X4=D̅ x1=x̅4̅=D

 

Какой из вспомогательных триггеров находится в устойчивом состоянии, а какой в неопределённом, зависит от уровня сигнала на входе D . Когда С=1, триггер, находившийся в устойчивом состоянии, сохраняет значение сигналов на своих выходах неизменным. Неопределённое состояние другого вспомогательного триггера при этом исчезает. В какое из двух устойчивых состояний он перейдёт, определяется значениями выходных сигналов триггера, находившегося в логически допустимом состоянии; из чего следует:

 

При D=0  x2=S̅ — остаётся в 1

X3=R̅ — переходит в 0

При D=1  x3=R̅ — остаётся в 1

X2=S̅ — переходит в 0

 

Сигнал принимающий нулевое значение, определяет состояние выходного триггера ТЗ. Таким образом, выходной сигнал О-триггера Q принимает значение входных данных.

3.    Блокировка. Когда оба вспомогательных триггера Т1 и Т2 находятся в логически допустимых состояниях, они блокируют друг друга. При х3=0 заблокирован элемент 4. а при х2 =0 заблокированы элементы 1 и 3.

4.    Подготовка к записи. Когда С=0 при установятся единичные уровни на выходах х2 и хЗ. и взаимная блокировка вспомогательных триггеров Т1 и Т2 снимается. Один из них перейдёт в неопределённое состояние, другой останется в устойчивом. Когда закончатся переходные процессы во вспомогательных триггерах Т1 и Т2, схема будет готова к записи информации в выходной триггер ТЗ.

Условное обозначение О-триггеров с динамическим управлением имеет вид (рис.76).

                                            Рис.76.УГО динамических D-триггеров.

35. Триггеры. Схема построения асинхронного и синхронного Т-триггера. Принцип работы, таблица переключения, временная диаграмма и УГО. Применение.

Триггер этого типа имеет только один информационный вход Т, называемый счётным входом, и изменяет своё состояние после прихода на счётный вход Т каждого управляющего (счётного) сигнала.

Т-триггер реализует операцию сложения по mod 2, что и обусловило название триггера счётным триггером.

Сигнал на его выходе Q появляется в два раза реже, чем на входе Т, т е. Т-триггер может использоваться как делитель частоты.

1. Асинхронный Т-триггер — может быть построен на базе двухтактного синхронного RS-триггера; выход Q соединяется с информационным входом R, инверсный выход — с информационным входом S.

Информационным входом Т является синхронизирующий вход С.

 

Рис.65.Схема (а),таблица значений (б) и временные диаграммы (в) двухтактного асинхронного Т-триггера

В этой схеме поступление сигнала Т=1 по входу С приводит к записи в двухтактный RS- триггер состояния, противоположного предыдущему.

Сигнал на выходе триггера изменится только после завершения действия сигнала Т=1.

В данной схеме единичный входной сигнал представляется спадом сигнала Т=1.

 

2. Синхронный Т-триггер — может быть построен на базе двухтактного RS-триггера с применением логических элементов И.

Рис.66.Схема (а),таблица значений (б) и временные диаграммы (в) двухтактного синхронного Т-триггера

 

При Т=0 наличие синхронизирующего сигнала С=1 не сможет вызвать переключение Т-триггера, т.к. входы R и S двухступенчатого RS-триггера заблокированы уровнем логического 0 с выходов элементов 1 и 2.

При наличии высокого уровня Т=1 каждый синхронизирующий сигнал на входе С=1 будет переключать триггер из одного состояния в другое, причём смена состояния происходит после окончания действия синхронизирующего сигнала на входе С (С=0). а электрических схемах Т-триггеры обозначается следующим образом (рис. 67).

                    Рис.67.УГО асинхронного(а) и синхронного(б) двухтактных Т-триггеров

36. Универсальный JK-триггер. Схема построения, принцип работы, таблица переключения, временная диаграмма и УГО. Особенности работы триггера. Применение.

JK-триггер.

Распространённым типом триггера в системах интегральных логических элементов является универсальный двухтактный JK-триггер. Триггеры этого типа отличаются от RS- триггеров тем, что при значениях входной информации, запрещённых для RS-триггеров, они инвертируют хранимую в них информацию.

JK-триггер может быть построен на основе двухтактного синхронного RS-триггера.

      

Рис.71.Схема(а),таблица значений(б) и временные диаграммы(в) JK-триггера.

 

Входы J и К триггера (рис. 71) соответствуют входам S и R в RS-триггере, т.е. сигналы J=1, К=0 устанавливают триггер в состояние 1, а сигналы J=Q, К=1 — в состояние О независимо от предыдущего состояния. Такие переключения возможны при сигнале на синхронизирующем входе С=1.

Однако в отличие от RS-триггера в JK-триггере сигналы логической 1 могут одновременно прийти на входы J и К. При J=1, К=1 и С=1 JK-триггер изменяет своё состояние на противоположное. Следовательно, при подаче на вход С серии синхронизирующих сигналов и J=K=1 JK-триггер работает в счётном режиме, т е. как Т- триггер.

 

У рассмотренного триггера имеются входы несинхронизируемой установки S̅ и R̅, с помощью которых при С=0 триггер может быть установлен в состояние 1 путём подами сигналов R̅=1 и S̅=0, либо в состояние 0 при подаче R̅=0 и S̅=1.

                                      Рис.72.Условное обозначение JK-триггера

На базе синхронного JK-триггера можно реализовать синхронный и асинхронный Т- триггеры, D-триггер,

синхронный RS-триггер.

 


Рекомендуемые страницы:

Цифровая электроника | Страница 20 из 32

Триггеры

Триггер представляет собой устройство с двумя устойчивыми состояниями. Устойчивым называется состояние, в котором устройство в отсутствии внешних воздействий может прибывать сколько угодно долго. В общем случае триггер имеет два выхода: прямой и инверсный. Состояние триггера принято определять по значению потенциала на прямом выходе. Если на прямом выходе имеется потенциал равный логической единице, то триггер находится в единичном состоянии (при этом потенциал инверсного выхода равен логическому нулю). В противном случае триггер находится в нулевом состоянии. В основу классификации потенциальных триггеров, в которых имеется связь по постоянному току между входами и выходами, положены два основных признака: функциональный и способ записи информации в триггер.

Функциональная классификация является наиболее общей и представляет собой классификацию триггеров по виду логического уравнения, характеризующего состояния входов и выходов триггера в момент времени до его срабатывания tn и после tn+1. В соответствии с функциональной классификацией различают RS-, D-, T- и JK-триггеры.

Классификация по способу записи информации характеризует временную диаграмму работы триггера, т.е. определяет ход процесса записи информации в триггер. По этой классификации триггеры подразделяются на асинхронные и тактируемые. Отличительной особенностью асинхронных триггеров является то, что запись информации в них осуществляется статическим способом, т.е. непосредственно с поступлением информационного сигнала на его вход. Запись информации в тактируемый триггер, имеющий информационные и тактовые входы, осуществляется только при подаче разрешающего или тактирующего импульса. Среди тактируемых триггеров различают триггеры, срабатывающие по уровню (в момент прихода тактирующего сигнала или, что одно и то же, по его переднему фронту), и триггеры с внутренней задержкой, срабатывающие после окончания тактирующего сигнала (по заднему фронту). Такое управление тактируемыми триггерами называется динамическим. Кроме того, тактируемые триггеры подразделяются на однотактные и многотактные в зависимости от числа тактирующих сигналов, необходимых для перевода триггера из одного состояния в другое.

При проектировании устройств с применением триггеров, кроме значения функции, выполняемой триггером, необходимо знать его основные схемотехнические параметры. К таким параметрам относятся как стандартные параметры любой логической микросхемы – это нагрузочная способность, коэффициент объединения по входу, время задержки и т.д., так и индивидуальные:

  1. минимальная длительность входного сигнала — определяет минимально допустимую длительность входного сигнала, при которой еще происходит переключение триггера из одного состояния в другое;
  2. максимальная частота переключения триггера определяется минимально допустимым временным интервалом между двумя последовательными сигналами минимальной длительности.

Закон функционирования триггера удобно отображать с помощью так называемых таблиц переходов, в которых даются состояния входов и выходов триггера в момент времени до его срабатывания tn и после tn+1, при этом выходное состояние может обозначаться следующим образом:

0 — триггер находится в состоянии Q=0;

1 — триггер находится в состоянии Q=1;

Q — состояние триггера не изменяется при изменении информации на входе;

— состояние триггера изменяется на противоположное при изменении информации на входе;

Х — неопределенное состояние триггера — характеризуется тем, что в процессе действия информационного сигнала на входе логические уровни выходов триггера одинаковы ( или ), а после окончания действия информационного сигнала триггер может оказаться в состояние Q=1 или Q=0 с равной вероятностью.

Перейдем к рассмотрению триггеров различных типов.

RS-триггер. Триггером RS-типа называется логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями, имеющее два информационных входа R и S, такие, что при S=1 и R=0 триггер принимает единичное состояние (Q=1), а при S=0, R=1 — нулевое (Q=0). Вход S называется единичным, а R — нулевым. Принцип работы RS-триггера можно задать таблицей переходов, где Qn – исходное состояние триггера:

tn

tn+1

Rn

Sn

Qn+1

0

0

Qn

0

1

1

1

0

0

1

1

X

Для того, чтобы найти логическое уравнение RS-триггера, преобразуем таблицу переходов к виду, в котором состояние Qn определим конкретными значениями и представим его в виде входной переменной:

tn

tn+1

Rn

Sn

Qn

Qn+1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

X

1

1

1

X

Запишем СДНФ для функции Qn+1 (неопределенные состояние не учитываются)

.

Для минимизации СДНФ заполним диаграмму Вейча, в которой отметим также неопределенные значения функции Qn+1 (рис. 5.2,а). Из диаграммы видно, что в результате склейки можно получить две простые импликанты  и. Так как функция является частично определенной, то для избавления от переменной  в импликанте , можно неопределенные значения в диаграмме заменить единичными значениями и произвести склейку всего одной переменной Sn (рис. 5.2,б). МДНФ, таким образом примет вид, который и будет соответствовать логическому уравнение RS-триггера

.

 

а) б)

Рис. 5.2. Диаграммы Вейча для асинхронного RS-триггера.

Полученное уравнение задает работу асинхронного RS-триггера. Состояние такого триггера определяется только значениями сигналов R и S. Асинхронный RS-триггер можно построить на логических элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Преобразуем логическое уравнение асинхронного RS-триггера, используя законы отрицания алгебры логики:

.

Для реализации триггера на элементах ИЛИ-НЕ проведем отрицание обеих частей полученного уравнения

.

Таким образом, сигнал на инвертирующем выходе RS-триггера — это сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ, на один вход которого подан сигнал S, а на второй — сигнал с выхода другого элемента ИЛИ-НЕ (рис. 5.3,а).

 

абв)

Рис. 5.3. Структурные схемы асинхронных RS-триггеров на базе элементов ИЛИ-НЕ, И-НЕ и УГО асинхронного RS-триггера с инверсными входами.

Для реализации RS-триггера на элементах И-НЕ, необходимо выполнить следующие преобразования:

,

.

Структурная схема асинхронного RS-триггера, соответствующая полученному уравнению, изображена на рис. 5.3,б, а условное графическое изображение – на рис. 5.3,в. Из рисунка видно, что на вход триггера на элементах И-НЕ сигналы R и S необходимо подавать в инверсном виде.

В качестве самостоятельных устройств асинхронные RS-триггеры находят ограниченное применение, но являются базовыми схемами для более сложных триггерных устройств. В устройствах цифровой обработки находят применение тактируемые RS-триггеры, которые называются еще синхронными. Эти триггеры, кроме входов установки R и S, имеют вход разрешения записи C. Срабатывание синхронного триггера происходит только при наличии активного сигнала на этом входе. Работа синхронного RS-триггера задается таблицей переходов:

tn

tn+1

Cn

Rn

Sn

Qn+1

0

0

0

Qn

0

0

1

Qn

0

1

0

Qn

0

1

1

Qn

1

0

0

Qn

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

X

Из таблицы видно, что до тех пор, пока сигнал Cn имеет значение логического нуля, триггер сохраняет свое состояние неизменным. Как только Cn становится равным логической единицы, работа синхронного триггера разрешается, и его состояния соответствуют состояниям асинхронного триггера. Алгоритм нахождения логической функции синхронного RS-триггера аналогичен алгоритму нахождения логической функции асинхронного RS-триггера. Преобразуем таблицу переходов к виду:

tn

tn+1

Cn

Rn

Sn

Qn

Qn+1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

X

1

1

1

1

X

Заполним диаграмму Вейча с учетом неопределенных состояний (рис. 5.4,а). С целью упрощения МДНФ зададим вместо неопределенных значений единичные и найдем простые импликанты путем склеивания, как это показано на рис. 5.4,б. На рисунке специально не была произведена склейка импликанты  с целью соблюдения аналогии ФАЛ асинхронного и синхронного RS-триггеров.

а) б)

Рис. 5.4. Диаграммы Вейча для синхронного RS-триггера.

Согласно диаграмме запишем минимальную ФАЛ и выполним следующее преобразование

.

Полученная ФАЛ содержит два слагаемых. Первое слагаемое представляет собой логическою конъюнкцию инверсного значения сигнала тактирования и сигнала состояния триггера до срабатывания, а второе – логическую конъюнкцию прямого значения сигнала тактирования и ФАЛ асинхронного RS-триггера.

Для реализации структурной схемы синхронного RS-триггера необходимо сигналы установки S и R асинхронного триггера стробировать сигналом разрешения C. Сделать это можно, используя логические элементы И, либо И-НЕ. В первом случае стробированные сигналы R и S будут представлены в прямом виде, поэтому их необходимо подавать на схему асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ (рис. 5.5,а). Во втором случае сигналы R и S окажутся проинвертированными. Поэтому в качестве асинхронного следует выбрать триггер на базе элементов И-НЕ (рис. 5.5,б).

 

а) б)

Рис. 5.5. Варианты структурных схем синхронных RS-триггеров.

Часто синхронные триггеры любых типов имеют дополнительные входы асинхронной установки в нуль или единицу. Структурная схема такого синхронного RS-триггера приведена на рис. 5.6,а, а его условное графическое обозначение – на рис. 5.6,б.

а) б)

Рис. 5.6. Структурная схема синхронно RS-триггера с входами асинхронной установки и его условное графическое обозначение.

Поскольку триггер, изображенный на структурной схеме, реализован на элементах И-НЕ, то сигналы асинхронной установки R и S должны иметь инверсные активные уровни. Кроме того, поскольку сигналы асинхронной установки подаются непосредственно на выходной каскад (асинхронный RS-триггер), то они имеют больший приоритет перед остальными сигналами триггера.

D-триггер. D-триггер относится к одновходовым триггерам. Асинхронный D-триггер имеет один вход D и прямой и инверсный выходы Q и . Работа асинхронного D-триггера задается таблицей переходов:

Соответствующее таблице истинности логическое уравнение имеет вид

.

Логическое уравнение показывает, что состояние D-триггера в момент времени tn+1 соответствует значению сигнала на D-входе в момент времени tn, т.е. с помощью D-триггера осуществляется задержка входного сигнала. Отсюда второе название асинхронного D-триггера – триггер задержки. Асинхронный D-триггер не имеет практического применения, поскольку его функцию может выполнять схема из последовательного соединения двух инверторов. Наибольший интерес представляет тактируемый (синхронный) D-триггер, работа которого описывается таблицей переходов:

tn

tn+1

Cn

Dn

Qn+1

0

0

Qn

0

1

Qn

1

0

0

1

1

1

Аналогично, как и в случае с RS-триггером, можно составить логическое уравнение синхронного D-триггера, соответствующее приведенной таблице переходов:

.

Из уравнения видно, что при наличии тактирующего сигнала (С=1), триггер переходит в состояние Qn+1=Dn ,а при отсутствии тактирующего сигнала (С=0), триггер сохраняет предыдущее состояние Qn+1=Qn . Иными словами, синхронный D-триггер осуществляет запись информационного разряда по активному уровню сигнала C с последующим его хранением. Отсюда синхронный D-триггер имеет другое название – триггер-защелка.

Рассмотрим вариант реализации синхронного D-триггера на элементах И-НЕ. Для этого выполним следующие преобразования над задающей его работу ФАЛ

.

 

Полученное уравнение совпадает по своей структуре с уравнением для асинхронного RS-триггера, при условии, что , . Тогда очевидно, что D-триггер представляет собой RS-триггер, на информационные входы которого поданы сигналы в соответствии с полученными выражениями. Поскольку сигналы R и S на вход RS-триггера на базе элементов И-НЕ должны подаваться в инверсном виде, то для получения D-триггера, на входы RS-триггера необходимо подавать . Преобразуем выражение для к виду:

.

С учетом полученных выражений, структурная схема синхронного D-триггера на базе элементов И-НЕ может быть представлена совокупностью двух каскадов. Первый выполняет функцию формирования сигналов  и , а второй – асинхронного RS-триггера (рис. 5.7,а). На рис. 5.7,б показано условное графическое обозначение D-триггера.

аб)

Рис. 5.7. Структурная схема синхронного D-триггера на элементах И-НЕ и его УГО.

Т-триггер. Триггер T-типа является одновходовым устройством с двумя устойчивыми состояниями, изменяющимися каждый раз на противоположные при подаче на вход Т управляющего сигнала. Работа Т-триггера задается таблицей переходов:

tn

tn+1

Tn

Qn+1

0

Qn

1

Составленное по таблице переходов СДНФ для Qn+1 уже имеет минимальный вид

.

Характерной его особенностью является то, что частота изменения потенциала на его выходах в два раза меньше частоты сигналов на входе T (рис. 5.8). Это свойство используется при построении двоичных счетчиков. Отсюда второе название T-триггера – счетный триггер.

Рис. 5.8. Диаграммы входного и выходного потенциалов T-триггера.

Структуру T-триггера можно определить путем преобразования его логической функции к удобному для синтеза в заданном базисе виду. Однако, из анализа работы RS-триггера очевидно, что в том случае, если он находился в единичном состоянии Q=1, то для сброса его в нулевое состояние необходимо сигнал с прямого выхода Q подать на вход R сброса в нуль. Если же RS-триггер изначально находился в нулевом состоянии, т.е.  и , то для приведения его в единичное состояние необходимо сигнал с выхода  подать на вход S установки в единицу. Достигается это путем введения обратных связей (рис. 5.9,а). При этом, роль входа Т будет выполнять вход разрешения C синхронного RS-триггера.

Т-триггер можно построить и на базе D-триггера. Если в логическом уравнении синхронного D-триггера принять , тогда уравнение запишется в виде

.

Полученное выражение является ни чем иным, как логическим уравнением T-триггера при условии, что функцию входа T выполняет вход разрешения C D-триггера. При этом на вход D необходимо подавать сигнал с инверсного выхода  (рис. 5.9,б).

аб)

Рис. 5.9. Синтез Т-триггера на базе синхронного RS-триггера и D-триггера.

Рассмотренные структуры Т-триггера являются практически нецелесообразными, поскольку характеризуются нестабильностью работы. Действительно, в течение всего времени, пока на входе T присутствует активный уровень сигнала, будет происходить непрерывная смена его состояний на противоположные с частотой, равной обратной величине времени задержки триггера. В результате возникает колебательный процесс. Причиной этого явления служит то, что Т-триггер, обладая обратными связями, принимает информацию как из внешней среды, так и со своих собственных выходов. Поэтому для устойчивой работы Т-триггера необходимо разделить во времени функции приема тактирующего сигнала Т и фиксации на входах R, S или D сигналов с соответствующих выходов Q и . Для этого в структуру Т-триггера вводится дополнительный второй запоминающий элемент на базе RS- или D-триггера. На синхронизирующий вход этого элемента тактовый сигнал подается в инверсном виде по отношению к тактовому сигналу первого запоминающего элемента. Подобная организация структур триггерных устройств называется двухступенчатой.

Пример двухступенчатого Т-триггера на базе двух синхронных RS-триггеров приведен на рис. 5.10,а, а на основе двух D-триггеров – на рис. 5.10,б. Из рисунка видно, что когда на синхронизирующем входе первого триггера в двухступенчатой структуре действует нулевой уровень тактирующего сигнала Т, он хранит свое состояние Q1 и . В это время на синхронизирующий вход второго триггера поступает инвертированный сигнал Т, т.е. имеющий уровень логической единицы. В результате второй триггер принимает состояние первого, т.е. Q1=Q2 и =. Запись в первый триггер при этом запрещена. Как только тактирующий сигнал Т примет уровень логической единицы, произойдет запись информации из второго триггера в первый. В результате состояние первого триггера изменится на противоположное. При этом запись во второй триггер производиться не будет, поскольку на его входе будет действовать нулевой уровень сигнала разрешения записи. Процесс будет повторяться с приходом каждого тактирующего импульса, что обеспечит устойчивую работу устройства. В условных графических обозначениях всех двухступенчатых триггеров принято в обозначении функции элемента указывать два символа «ТТ», как это показано на примере двухступенчатого Т-триггера (рис. 5.10,в). Вход Т Т-триггера принято называть счетным.

 

а) б)

Рис. 5.10. Двухступенчатый T-триггер на базе синхронных RS-триггеров и D-триггеров и его условное графическое обозначение.

JK-триггер. JK-триггер относится к двухвходовым устройствам и функционирует по правилам, похожим на правила функционирования RS-триггера. Отличие состоит в том, что в JK-триггере все состояния являются определенными. Можно провести аналогию входов JK- и RS-триггеров: вход K JK-триггера выполняет функцию входа R RS-триггера, а вход J JK-триггера – функцию входа S RS-триггера. При этом, если в RS-триггере комбинация единичных значений входов R и S является запрещенной, то в случае аналогичной комбинации J— и K-входов, JK-триггер меняет свое состояние на противоположное. Правило работы асинхронного JK-триггера можно сформулировать следующей таблицей переходов:

tn

tn+1

Kn

Jn

Qn+1

0

0

Qn

0

1

1

1

0

0

1

1

Выполнив действия, аналогичные действиям по нахождению логической функции RS-триггера, можно определить выражение для Qn+1 асинхронного JK-триггера

.

Наибольшее распространение получили тактируемые или синхронные JK-триггеры, работа которых задается таблицей переходов:

tn

tn+1

Cn

Kn

Jn

Qn+1

0

0

0

Qn

0

0

1

Qn

0

1

0

Qn

0

1

1

Qn

1

0

0

Qn

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

Соответствующее таблице логическое выражение имеет вид

Поскольку при подаче на J— и K-входы триггер инвертирует свое состояние, т.е. выполняет функцию Т-триггера, то логично предположить, что структура синхронного JK-триггера должна повторять структуру T-триггера. В качестве базовых следует выбрать RS-триггеры. Причем, первый RS-триггер должен быть асинхронным и иметь внешнюю в структурном плане схему стробирования выходных сигналов с сигналом синхронизации C и соответствующими сигналами J и K (рис. 5.11,а). С выходов элементов И-НЕ сигналы имеют инвертированные значения, поэтому в качестве асинхронного RS-триггера следует выбирать триггер, реализованный на базе элементов И-НЕ и имеющий инверсные входы  и . Условное графическое изображение синхронного двухступенчатого JK-триггера приведено на рис. 5.11,б.

 

аб)

Рис. 5.11. Структура синхронного JK-триггера и его условное графическое обозначение.

Триггер JK-типа относится к разряду универсальных, поскольку на его основе можно получить схемы, выполняющие функции RS-, D- и T-триггеров. Для выполнения функции RS-триггера, JK-триггер можно использовать, не вводя никаких дополнительных связей и узлов. Достаточно сигнал S подать на вход J, а сигнал R – на вход K (рис. 5.12,а). При этом одновременная подача на эти входы логических единиц не нарушит правило работы RS-триггера, поскольку у RS- триггера такая комбинация входных сигналов является вовсе неопределенной.

Если в логическом уравнении для синхронного JK-триггера принять  и , тогда

,

что совпадает с логическим уравнением D-триггера. Таким образом, для получения D-триггера из JK-триггера необходимо сигнал подавать на вход J, который будет выполнять функцию D-входа, а на вход K сигнал D подавать через инвертор (рис. 5.12,б).

Для получения T-триггера достаточно объединить входы J и K. Тогда справедливы следующие преобразования

.

Это уравнение приобретает вид логического уравнения T-триггера, причем объединенные входы J и K играют роль T-входа (рис. 5.12,в). В качестве входа Т можно использовать и вход разрешения записи С тактируемого JK-триггера. В этом случае на объединенные входы J и K необходимо постоянно подавать логическую единицу, что задает режим инвертирования состояния JK-триггера. При этом само инвертирование будет происходить лишь при поступлении на вход C разрешающего сигнала (рис. 5.12,г).

 

аб)

вг)

Рис. 5.12. Реализация триггеров различных типов на базе JK-триггера.

Рассмотренные ранее способы подачи входных сигналов характеризуются тем, что их активными уровнями являются статические состояния, т.е. сами уровни напряжения логического нуля или логической единицы. Такая форма управления цифровым устройством называется статической. Для тактируемых устройств эта форма управления в большинстве случаев является неудобной, поскольку в течение всего времени действия импульса сигнала синхронизации, устройство будет реагировать на любые изменения входных информационных сигналов. Таким образом, необходимо, чтобы информационные сигналы оставались неизменными на протяжении действия импульса синхронизации. Это значительно усложняет схему устройства, а в некоторых случаях и вовсе является не решаемой задачей, поскольку информационные сигналы могут носить характер случайной последовательности импульсов. Для устранения указанного недостатка используется принцип динамического управления. Согласно этому принципу, активным считается не статический уровень напряжения логической единицы или логического нуля, а процесс перехода из одного уровня в другой. Этот процесс представляет собой передний или задний фронт тактирующего импульса и, следовательно, характеризуется малым временным промежутком. Поэтому задача синхронизации значительно упрощается и представляет собой фиксацию входных информационных сигналов в строго определенный момент подачи или снятия импульса синхронизации. На рис. 5.13 показаны условные обозначения входов микросхем с динамическим управлением. В качестве сигнала выбран управляющий сигнал синхронизации С.

Рис. 5.13. Обозначение входов динамического управления.

Урок 8.4 Триггеры, регистры, счетчики

Всем доброго времени суток! Сегодняшний мой пост посвящён цифровым микросхемам, которые имеют память. Подобно тому, как человек помнит события из своей жизни, так и эти микросхемы могут долго хранить заложенную в них информацию, а когда необходимо выдавать её.

Такими цифровыми микросхемами являются триггеры

(англ. – Trigger или Flip-Flop). В отличие от простых логических микросхем, которые называют комбинационными (НЕ, И-НЕ, ИЛИ и другие) и их сигналы на выходе чётко соответствуют сигналам на входе, то триггеры относятся к последовательным или последовательностным микросхемам, уровень выходного напряжения которых, зависит от того в какой последовательности поступали сигналы на вход триггера. С помощью триггеров строят более сложные цифровые микросхемы.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Сигналы, поступившие на вход триггера, могут храниться только до тех пор, пока на него подается напряжение питания. После каждого включения триггера на его выходах появляются случайные логические уровни напряжения. Триггеры обладают очень высоким быстродействием, сравнимым с задержками при переключении простейших логических элементов, однако объём хранимой информации мал. Один триггер может хранить только один сигнал или бит.

Внутреннее устройство триггера

Не вдаваясь в глубину схемотехники триггера, скажу сразу, что простейший триггер представляет собой схему из двух логических элементов, взаимодействуя между собой с помощью положительной обратной связи, которая обеспечивает нахождения выходов триггера в одном их двух логических состояний неограниченное время.

Схема триггерной ячейки на логических элементах (RS триггер).

Схема на рисунке выше представляет простейший триггер (или триггерная ячейка), который имеет два входа и два выхода. Входы триггера реагируют на низкий логический уровень: вход R – сброс

(англ. Reset – сброс) и
вход S – установка
(англ. Set – установка), выходы:
прямой Q
(англ. Quit – выход) и
инверсный –Q
.

Как говорилось выше, входы триггера R и S реагируют на низкий логический уровень и сигналы на них должны поступать с некоторой разницей во времени. Опишем работу данной схемы. Когда на обоих входах триггера присутствует низкий логический уровень, то это никак не отразится на уровне напряжения на выходах. Когда на вход S поступит сигнал лог. 1, то на выходах Q будет лог. 0, а на –Q – лог. 1. Если теперь на вход R триггера поступит лог. 1, то выходные сигналы не изменятся. И наконец если изменить уровень сигнала на входе S с высокого на низкий уровень, то на выходе триггера Q будет лог. 1, а на –Q – лог. 0. Таким образом, для данной триггерной ячейки можно составить таблицу истинности.

Таблица истинности триггерной ячейки (RS триггер).

ВходыВыходы
RSQ-Q
00Не определено
0101
11Без изменений
1010

Схемы с такой таблицей истинности называются RS триггерами

. RS триггеры служат основой для многих динамических устройств: делители частоты, счётчики, регистры. Кроме вышеописанного RS триггера существует ещё несколько типов триггеров, которые отличаются методом управления, входными и выходными сигналами. Все современные триггеры объединены в серии цифровых микросхем:

  • RS триггеры
    – самый простой и редко используемый триггер, имеет
    обозначение ТР
    ;
  • JK триггер
    – имеет сложное управление,
    обозначение ТВ
    ;
  • D триггер
    – самый распространённый и имеет сложность среднюю,
    обозначение ТМ
    ;

RS триггеры

Рассмотрим принцип работы RS триггера возьмём микросхему К555ТР2.

Обозначение RS триггера К555ТР2

Данная микросхема имеет 4 RS триггера, два из которых имеют по одному R входу и одному S входу, а два других – по одному R входу и по два S входа, объединенных по функции И. Все 4 RS триггера данной микросхемы имеют по одному прямому выходу. Принцип работы данных триггеров не отличатся от триггерной ячейки описанной выше. Импульс с низким уровнем на входе триггера R приводит состояние выхода к низкому уровню, а импульс с низким логическим уровнем на входе триггера S – состояние выхода в высоком логическом уровне. В случае появления одновременных сигналов на входах триггера переводит его выход в состояние лог. 1, а после окончания импульсов в одно из устойчивых состояний.

В начале был Бит

Пару месяцев назад мы приступили к изучению цифровой схемотехники с базового блока NOT. Не будем изменять традиции и в этот раз, тем более, что блок на самом деле не так прост, как кажется на первый взгляд. Возьмем парочку и соединим их последовательно.

Кто-то может сказать, что это совершенно бессмысленная схема, ведь сигнал на выходе всегда равен входу. Действительно, применяя логическое отрицание дважды, мы получаем исходное утверждение. Если ты не «белый» хакер, ты «черный». Не «не белый» — по-прежнему «белый». Это выглядит как бесполезная словесная эквилибристика, но все меняется, если в схеме выше попробовать вход замкнуть на выход.

Теперь, если в правой половине у нас высокий логический уровень, в левой половине всегда будет низкий (и наоборот). Иначе говоря, схема приобретает свойство бистабильности и принимает лишь одно из двух возможных состояний. Совсем как бит памяти — или переменная bool в С/С++.

Для наглядности можно собрать схему на макетной плате. Здесь подойдет любой интвертор — например, 74HC04B. Это шесть логических вентилей NOT в корпусе DIP-14 (целых три бита информации, Карл!). Впрочем, как ты уже понимаешь, одну и ту же функцию можно реализовать несколькими способами, поэтому здесь наш выбор практически неограничен.

Тут стоит упомянуть, что с теми же целями мы можем использовать и 74HC00N (четыре элемента NAND). Эта микросхема получила свой особый «нулевой» номер в серии 74хх не просто так — логическая операция ИЛИ-НЕ обладает замечательным свойством функциональной полноты. Иными словами, мы можем любой другой базовый блок (AND, OR и остальные) разложить на комбинацию блоков NAND. Аналог в отечественной микроэлектронике — 155ЛА3 и это настолько популярная микросхема у радиолюбителей, что в ее честь даже называют сайты.

Простой пример (как на картинке выше) позволяет на практике убедиться, что микросхема работает, как мы предполагали. Для мигания светодиодами и переключения состояний в такой ячейке памяти достаточно прикасаться концами проводов (от земли или питания) к соответствующим выводам микросхемы. Возможно, само по себе это звучит и не очень увлекательно, но некоторое размышление в процессе должно навести на интересные идеи.

Некоторая неопределенность

В какой-то момент твой пытливый хакерский ум наверняка задался вопросом — а что если подать одно и то же напряжение на обе половинки одновременно? И в каком состоянии окажется наша схема после? В сущности, это сродни делению на ноль в математике (или программировании) — запрещенная операция, результат на выходе которой не определен. Парадоксально, но даже такое свойство может иметь практическое применение! Инженеры в Intel хорошо знают схемотехнику (кто бы сомневался) и встроенный в их процессоры генератор случайных чисел работает именно по такому принципу.

Сейчас процесс работы нашей схемы напоминает электромеханические компьютеры середины 40-х годов XX века, когда коммутация сигналов внутри устройства происходила с помощью реле и переключателей. Самое время добавить новые возможности и перейти от инверторов к элементам с несколькими входами.

JK триггер

Микросхема типа К555ТВ9, является представителем семейства JK триггеров, который имеет следующий принцип работы.

Обозначение JK триггера К555ТВ9.

Микросхема К555ТВ9 содержит два JK триггера. Триггеры данного типа сложнее по устройству и по управлению по сравнению с RS триггером. В дополнение к стандартным входам R и S, которые работают аналогично с RS триггером, в JK триггере имеются информационные входа J и K, а также вход синхронизации С.

Таблица истинности JK триггера.

ВходыВыходы
-S-RCJKQ-Q
01ХХХ10
10ХХХ01
00ХХХНе определено
111→01010
111→00101
111→000Не изменяется
111→011Меняется на противоположное
111ХХНе изменяется
110ХХНе изменяется
110→1ХХНе изменяется

Принцип работы JK триггера

следующий.
Вход R
триггера служит для перевода прямого выхода в лог.1, а
вход S триггера
– в состояние лог.0.
Вход С
(англ. Clock – часы)служит для тактирования JK триггера, то есть все изменения выходов происходят только когда на входе С сигнал изменяется с высокого уровня на низкий. Информационные
входа J
(англ. Jump – прыжок) и
К
(англ. Kill – убить) работают следующим образом: если на J лог.1 и на К лог.0, то по импульсу со входа С на Q будет лог.1 и на –Q будет лог.0. Для изменения уровня сигнала на выходах на противоположные необходимо на J подать лог.0, а на К лог.1, тогда по импульсу на входе С состояние выходов измениться.

Создание и использование триггеров

Триггер – это специальный класс хранимой процедуры. В этой лекции вы узнаете, что выполняют триггеры и когда их следует использовать. Вы также узнаете о расширении возможностей триггеров в Microsoft SQL Server 2000. Вы изучите на практике два метода создания триггеров: с помощью операторов Transact-SQL (T-SQL) и с помощью SQL Server Enterprise Manager. Вы также узнаете, как управлять триггерами и модифицировать их.

Что такое триггер?

Триггер

– это специальный тип хранимой процедуры, которая запускается автоматически системой SQL Server при модифицировании какой-либо таблицы одним из трех операторов: UPDATE, INSERT или DELETE. Триггеры, как другие хранимые процедуры, могут содержать простые или сложные операторы T-SQL. В отличие от других типов хранимых процедур триггеры запускаются автоматически при указанных модификациях данных; их нельзя запустить вручную по имени. Когда происходит запуск триггера, говорят, что он
активизируется (fire).
Триггер создается по одной таблице базы данных, но он может осуществлять доступ и к другим таблицам и объектам других баз данных. Триггеры нельзя создать по временным таблицам или системным таблицам, а только по определенным пользователем таблицам или представлениям. Таблица, по которой определяется триггер, называется
таблицей триггера
.

Существует пять типов триггеров: UPDATE, INSERT, DELETE, INSTEAD OF и AFTER. Как следует из названий, триггер UPDATE активизируется, когда выполняются изменения (обновления) в какой-либо таблице, триггер INSERT активизируется, когда происходит вставка данных в таблицу и триггер DELETE активизируется, когда из таблицы удаляются данные. Триггер INSTEAD OF выполняется вместо операции вставки, обновления или удаления. Триггер AFTER активизируется после какой-либо запускающей операции и обеспечивает механизм управления порядком выполнения нескольких триггеров.

Операции обновления, вставки и удаления называются событиями модификации данных. Вы можете создать триггер, который активизируется при возникновении более чем одного события модификации данных.

Например, вы можете создать триггер, который будет активизироваться, когда происходит выполнение оператора UPDATE или INSERT, и такой триггер мы будем называть триггером UPDATE/INSERT. Вы можете даже создать триггер, который будет активизироваться при возникновении любого из трех событий модификации данных (триггер UPDATE/INSERT/DELETE ).

Вам следует знать некоторые из других общих правил, относящихся к триггерам. Это следующие правила:

  • Триггеры запускаются только после завершения оператора, который вызвал их активизацию. Например, UPDATE -триггер не будет активизироваться, пока не будет выполнен оператор UPDATE.
  • Если какой-либо оператор пытается выполнить операцию, которая нарушает какое-либо ограничение по таблице или является причиной какой-то другой ошибки, то связанный с ним триггер не будет активизирован.
  • Триггер рассматривается как часть одной транзакции вместе с оператором, который вызывает его. Поэтому из триггера можно вызвать оператор отката, и этот оператор выполнит откат как триггера, так и соответствующего события модификации данных. Кроме того, при возникновении серьезной ошибки, такой как разъединение с пользователем, SQL Server автоматически выполнит откат всей транзакции.
  • Триггер активизируется только один раз для одного оператора, даже если этот оператор влияет на несколько строк данных.

При активизации триггера результаты (если они есть) возвращаются вызывающей программе, как и при использовании хранимых процедур. Обычно результаты не возвращаются из оператора INSERT, UPDATE или DELETE (это операторы, вызывающие активизацию триггера). Результаты обычно возвращаются из запросов SELECT. Поэтому, чтобы избежать результатов, возвращаемых в приложение из триггера, откажитесь от использования операторов SELECT и присваивания переменных в определении триггера. Если вам все-таки нужно, чтобы триггер возвращал результаты, вы должны включить в приложение специальную обработку там, где разрешены модификации в таблице, содержащей триггер, чтобы приложение получало возвращаемые данные и обрабатывало их нужным образом.

Если вам нужно назначить переменную внутри триггера, используйте оператор SET NOCOUNT ON в начале триггера, чтобы не было возвращаемых результирующих строк. Оператор SET NOCOUNT указывает, нужно ли возвращать сообщение, указывающее, сколько строк было затронуто запросом или оператором (например, «23 rows affected»). По умолчанию для SET NOCOUNT задается значение OFF, а это означает выдачу сообщения о количестве затронутых строк. Отметим, что этот параметр не влияет на реальные возвращаемые результаты из оператора SELECT ; он влияет только на возврат сообщений о количестве строк.

Расширение возможностей триггеров в SQL Server 2000

В SQL Server 2000 включены два новых триггера: триггер INSTEAD OF и триггер AFTER. Триггер INSTEAD OF выполняется вместо запуска оператора SQL. Тем самым переопределяется действие запускающего оператора. Вы можете задать по одному триггеру INSTEAD OF на один оператор INSERT, UPDATE или DELETE. Триггер INSTEAD OF можно задать для таблицы и/или представления. Вы можете использовать каскады триггеров INSTEAD OF, определяя представления поверх представлений, где каждое представление имеет отдельный триггер INSTEAD OF. Триггеры INSTEAD OF не разрешается применять для модифицируемых представлений, содержащих опцию WITH CHECK. Прежде чем задавать триггер INSTEAD OF для одного из этих представлений, вы должны удалить опцию WITH CHECK из модифицируемого представления с помощью команды ALTER VIEW. Более подробную информацию по созданию представлений см. в «Создание и использование представлений» .

Триггер AFTER активизируется после успешного выполнения всех операций, указанных в запускающем операторе или операторах SQL. Сюда включается весь каскад действий по ссылкам и все проверки ограничений. Если у вас имеется несколько триггеров AFTER, определенных по таблице для определенного оператора или набора операторов, то вы можете задать, какой триггер будет активизирован первым и какой триггер – последним. Если у вас определено больше двух триггеров, то вы можете задать порядок активизации только первого и последнего триггера. Все остальные триггеры активизируются случайным образом. Порядок активизации задается с помощью оператора T-SQL sp_settriggerorder.

Кроме новых триггеров, SQL Server 2000 позволяет также задавать триггеры как по представлениям, так и по таблицам. В предыдущих версиях SQL Server разрешалось задавать триггеры только по таблицам. Триггеры по представлениям действуют точно так же, как и триггеры по таблицам.

Что такое триггер Шмитта | Как это работает

В этом руководстве мы узнаем, что такое триггер Шмитта и как он работает. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать написанную ниже статью.

Триггер Шмитта — это тип логического входа, который обеспечивает гистерезис или два различных уровня порогового напряжения для нарастающего и спадающего фронта. Это полезно, потому что позволяет избежать ошибок, когда у нас есть зашумленные входные сигналы, из которых мы хотим получить прямоугольные сигналы.

Так, например, если у нас есть такой шумный входной сигнал, который должен иметь 2 импульса, устройство, которое имеет только одну уставку или порог, может получить неправильный вход и может зарегистрировать более двух импульсов. как показано на этой иллюстрации. И если мы используем триггер Шмитта для одного и того же входного сигнала, мы получим правильный ввод двух импульсов из-за двух разных пороговых значений. Это основная функция триггера Шмитта — преобразовывать зашумленные прямоугольные волны, синусоидальные волны или входные сигналы с медленными фронтами в чистые прямоугольные волны.

Есть много логических ИС, которые имеют встроенные триггеры Шмитта на своих входах, но также они могут быть построены с использованием транзисторов или проще с использованием операционного усилителя или компаратора, просто добавив к нему несколько резисторов и положительную обратную связь.

Здесь у нас есть операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен к земле или нулевому напряжению, а неинвертирующий вход подключен к входу напряжения, V IN . Таким образом, это фактически компаратор, который сравнивает неинвертирующий вход с инвертирующим входом или, в данном случае, входное напряжение V IN с 0 В.Таким образом, когда значение V IN ниже 0 вольт, выход компаратора будет отрицательным V CC , а если входное напряжение выше 0 вольт, выход будет положительным V CC .

Теперь, если мы добавим положительную обратную связь, подключив выходное напряжение к неинвертирующему входу с резистором между ними и другим резистором между V IN и неинвертирующим входом, мы получим триггер Шмитта. Теперь выход переключится с V CC — на V CC +, когда напряжение на узле A перейдет через 0 вольт.

Это означает, что теперь, регулируя значения резисторов, мы можем установить, при каком значении входа V IN произойдет переключение, используя следующие уравнения. Мы получаем эти уравнения со следующими соотношениями. Ток «i» через эту линию равен V IN — V A , деленному на 1 рэнд, а также V A — V OUT , деленному на 2 рэнд. Итак, если мы заменим V A на ноль, поскольку нам нужно это значение для переключения, мы получим это окончательное уравнение.Например, если выходное напряжение составляет -12 В, а вход V IN отрицательный и возрастает, переключение с -12 В на +12 В произойдет при 6 В в соответствии с уравнением и значениями резисторов и наоборот, когда на входе V IN высокий уровень, и переключение с +12 В на –12 В происходит при –6 В.

Чтобы получить два разных несимметричных порога, мы можем использовать эту схему инвертирующего триггера Шмитта с одним питанием. Здесь напряжение V REF такое же, как напряжение V CC операционного усилителя.Теперь, поскольку вход V IN подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, когда его значения достигнут верхнего порога, выход выключится на 0 вольт, а затем, когда его значения упадут до нижнего порога, выход переключится на 5 вольт.

Вот пример того, как мы можем рассчитать пороговые значения. V REF и V CC будут иметь 5 вольт, а три резистора будут иметь одинаковые 10 кОм. Теперь нам нужно рассчитать напряжение на узле A.В первом случае, когда на выходе 0 В, наша схема будет выглядеть так: простой делитель напряжения и значение V A будет 1,66 В. Это означает, что вход V IN должен опуститься ниже этого значения. для включения выхода на 5 вольт. Теперь при этих 5 вольтах на выходе схема будет выглядеть так. Значение V A будет 3,33 В. Это означает, что вход V IN должен подняться выше этого значения, чтобы выход отключился до 0 вольт.

Мы также можем создать триггер Шмитта, используя транзисторы. Вы можете узнать, как работает транзисторный триггер Шмитта, в моем следующем руководстве. Щелкните здесь, чтобы посетить его. Связанное руководство: Таймер 555 IC & # 8211; Принцип работы, блок-схема, принципиальная электрическая схема

Транзисторный триггер Шмитта Принцип работы

В предыдущем руководстве мы объяснили, что такое триггер Шмитта и как он работает с использованием операционных усилителей. Теперь в этом руководстве мы объясним триггер Шмитта на основе транзистора.

Триггер Шмитта — это тип логического входа, который обеспечивает гистерезис или два различных уровня порогового напряжения для нарастающего и спадающего фронта. Это полезно, потому что позволяет избежать ошибок, когда у нас есть зашумленные входные сигналы, из которых мы хотим получить прямоугольные сигналы. Схема транзисторного тригера Шмитта содержит два транзистора и пять резисторов. Для лучшего объяснения я присвою значения компонентам, а позже я проведу демонстрацию и построю эту схему на прототипной плате, чтобы увидеть, как она действительно работает.

Начнем так. Предположим, что на входе Vin установлено 0 В. Это означает, что транзистор T1 отключен и не проводит ток. С другой стороны, транзистор T2 является проводящим, потому что у нас есть напряжение около 1,98 В в узле B, поскольку мы можем рассматривать эту часть схемы как делитель напряжения и вычислять напряжение, используя эти выражения.

Итак, поскольку транзистор T2 проводит, выходное напряжение будет низким, а напряжение на эмиттере будет около 0.На 7 В ниже, чем напряжение на базе транзистора, или это примерно 1,28 В.

Эмиттер транзистора T1 соединен с эмиттером транзистора T2, поэтому они находятся на том же уровне напряжения 1,28 В, который означает, что транзистор T1 включится, когда напряжение Vin на его базе будет на 0,7 В выше этого значения 1,28 В или примерно 1,98 В.

Таким образом, когда мы увеличиваем вход Vin и пересекаем это значение 1,98, транзистор T1 начну проводить. Это вызовет падение напряжения на базе транзистора T2 и отключит транзистор.Поскольку транзистор T2 больше не проводит, выходное напряжение станет высоким.

Затем напряжение Vin на базе транзистора T1 начнет снижаться, и он выключит транзистор, когда напряжение базы будет на 0,7 В выше напряжения его эмиттера. Это произойдет, когда ток в эмиттере упадет до точки, когда транзистор перейдет в активный прямой режим.

В этом режиме напряжение коллектора будет увеличиваться, что также приведет к увеличению напряжения на базе транзистора T2.Это вызовет протекание небольшого количества тока через транзистор T2, что приведет к дальнейшему падению напряжения на эмиттерах и вызовет выключение транзистора T1. В нашем случае вход Vin должен упасть примерно до 1,3 В, чтобы выключить транзистор T1.

Вот и все. Теперь цикл повторяется снова и снова. Итак, у нас есть два порога: высокий порог около 1,9 В и низкий порог примерно 1,3 В.

На прототипной плате есть демонстрация этой схемы, которую можно найти в конце прикрепленного выше видео.

Триггер Шмитта: что это такое и как он работает? (Электрические схемы включены)

Что такое триггер Шмитта?

A Триггер Шмитта — это схема компаратора с гистерезисом, реализованная путем подачи положительной обратной связи на неинвертирующий вход компаратора или дифференциального усилителя. Триггер Шмитта использует два входа с разными уровнями порогового напряжения, чтобы избежать шума во входном сигнале. Действие этого двойного порога известно как гистерезис.

Триггер Шмитта был изобретен американским ученым Отто Х. Шмиттом в 1934 году.

Обычный компаратор содержит только один пороговый сигнал. И он сравнивает пороговый сигнал с входным сигналом. Но если входной сигнал имеет шум, это может повлиять на выходной сигнал.

Шумовой эффект на выходе

На приведенном выше рисунке из-за шума в точках A и B входной сигнал (V1) пересекает уровень опорного сигнала (V2). В течение этого периода V1 меньше, чем V2, и выход низкий.

Следовательно, на выход компаратора влияет шум входного сигнала.И компаратор от шума не защищен.

«Триггер» в названии «Триггер Шмитта» исходит из того факта, что выход сохраняет свое значение до тех пор, пока входной сигнал не изменится в достаточной степени, чтобы «вызвать» изменение.

Как работает триггер Шмитта?

Триггер Шмитта дает правильные результаты, даже если входной сигнал зашумлен. Он использует два пороговых напряжения; один — это верхнее пороговое напряжение (VUT), а второй — нижнее пороговое напряжение (VLT).

Выход триггера Шмитта остается низким до тех пор, пока входной сигнал не пересечет ВУТ.Как только входной сигнал пересекает этот предел VUT, выходной сигнал триггера Шмитта остается высоким до тех пор, пока входной сигнал не станет ниже уровня VLT.

Давайте разберемся с работой триггера Шмитта на примере. Здесь мы предполагаем, что начальный ввод равен нулю.

Шумовой эффект с триггером Шмитта

Здесь мы предположили, что начальный входной сигнал равен нулю и постепенно увеличивается, как показано на рисунке выше.

Выходной сигнал триггера Шмитта остается низким до точки A.В точке А входной сигнал пересекает уровень верхнего порога (ВУТ) и дает высокий выходной сигнал.

Выходной сигнал остается высоким до точки B. В точке B входной сигнал пересекает нижний порог. И это делает выходной сигнал низким.

И снова в точке C, когда входной сигнал превышает верхний порог, выходной сигнал высокий.

В этом состоянии мы видим, что входной сигнал зашумлен. Но выходной сигнал не влияет на шум.

Цепь триггера Шмитта

Цепь триггера Шмитта использует положительную обратную связь. Поэтому эта схема также известна как схема рекуперативного компаратора. Схема триггера Шмитта может быть разработана с помощью операционного усилителя и транзистора. И это классифицируется как;

  • Триггер Шмитта на базе операционного усилителя
  • Триггер Шмитта на основе транзистора

Триггер Шмитта на основе операционного усилителя

Схема триггера Шмитта может быть спроектирована с использованием операционного усилителя двумя способами.Если входной сигнал подключен к точке инвертирования операционного усилителя, это называется инвертирующим триггером Шмитта. И если входной сигнал подключен к неинвертирующей точке операционного усилителя, он известен как неинвертирующий триггер Шмитта.

Инвертирующий триггер Шмитта

В этом типе триггера Шмитта вход подается на инвертирующий вывод операционного усилителя. И положительная обратная связь от выхода к вводу. Принципиальная схема инвертирующего триггера Шмитта показана на рисунке ниже.

Инверсия триггера Шмитта

Теперь давайте разберемся, как работает эта схема. В точке A напряжение равно V, а приложенное напряжение (входное напряжение) равно Vin.

Если приложенное напряжение Vin больше V, выход схемы будет низким. И если приложенное напряжение Vin меньше V, выход схемы будет высоким.

Теперь вычислим уравнение V.

Применение закона тока Кирхгофа (KCL),

Теперь предположим, что выходной сигнал триггера Шмитта высокий.В этом состоянии

Итак, из приведенного выше уравнения;

Когда входной сигнал больше, чем V 1 , выход триггера Шмитта станет низким. Следовательно, V 1 — это верхнее пороговое напряжение (V UT ).

Выход будет оставаться низким до тех пор, пока входной сигнал не станет меньше V. Когда выход триггера Шмитта низкий, в этом состоянии

Теперь выход остается высоким, пока входной сигнал не станет меньше чем V 2 .Следовательно, V 2 известен как нижнее пороговое напряжение (V LT ).

Неинвертирующий триггер Шмитта

В неинвертирующем триггере Шмитта входной сигнал подается на неинвертирующий вывод операционного усилителя. И положительная обратная связь применяется от выхода ко входу. Инвертирующая клемма операционного усилителя подключена к клемме заземления. Принципиальная схема неинвертирующего триггера Шмитта показана на рисунке ниже.

Неинвертирующий триггер Шмитта

В этой схеме на выходе триггера Шмитта будет высокий уровень, когда напряжение V больше нуля.И выход будет низким, когда напряжение V меньше нуля.

Теперь давайте найдем уравнение напряжения V. Для этого мы применяем KCL в этом узле.

Теперь предположим, что выход операционного усилителя низкий. Следовательно, выходное напряжение триггера Шмитта составляет V L . А напряжение V равно V 1 .

В этом состоянии

Из приведенного выше уравнения

Когда напряжение V 1 больше нуля, выход будет высоким.В этом состоянии

Когда вышеуказанное условие удовлетворяется, выходной сигнал будет высоким. следовательно, это уравнение дает значение верхнего порогового напряжения (V UT ).

Теперь предположим, что выход триггера Шмитта высокий. А напряжение V равно V 2 .

Из уравнения напряжения V,

Выход триггера Шмитта станет низким, когда напряжение V 2 меньше нуля.В этом случае

Вышеприведенное уравнение дает значение нижнего порогового напряжения (V LT ).

Триггер Шмитта на основе транзисторов

Схема триггера Шмитта может быть спроектирована с помощью двух транзисторов. Принципиальная схема триггера Шмитта на базе транзистора приведена на схеме ниже.

Триггер Шмитта на основе транзистора

В в = входное напряжение
В ref = опорное напряжение = 5 В

Предположим, что при запуске входное напряжение Vin равно нулю.Входное напряжение поступает на базу транзистора Т 1 . Следовательно, в этом состоянии транзистор T 1 работает в области отсечки и остается непроводящим.

V a и V b — напряжение узла. Опорное напряжение составляет 5 В. Итак, мы можем вычислить значение V a и V b по правилу делителя напряжения.

Напряжение В b подано на базу транзистора Т 2 . А это 1,98 В.Следовательно, транзистор Т 2 является проводящим. И из-за этого выход триггера Шмитта низкий. Падение на эмиттере около 0,7В. Итак, на базе транзистора напряжение 1,28В.

Эмиттер транзистора Т 2 соединен с эмиттером транзистора Т 1 . Следовательно, оба транзистора работают на одном уровне при 1,28 В.

Это означает, что транзистор T 1 будет работать, когда входное напряжение на 0,7 В выше 1,28 В или больше 1.98 В (1,28 В + 0,7 В).

Теперь мы увеличиваем входное напряжение более чем на 1,98 В, и транзистор Т 1 начнет проводить. Это вызывает падение напряжения на базе транзистора T 2 и отключит транзистор T 2 . И из-за этого выход триггера Шмитта высокий.

Входное напряжение начинает падать. Транзистор T 1 отключится, когда входное напряжение станет на 0,7 В меньше 1,98 В и равно 1,28 В. В этом состоянии транзистор Т 2 получит достаточное напряжение от опорного напряжения и включится.Это делает выходной сигнал триггера Шмитта низким.

Следовательно, в этом состоянии у нас есть два порога: нижний порог при 1,28 В и верхний порог при 1,98 В.

Генератор триггера Шмитта

Триггер Шмитта можно использовать в качестве генератора, подключив одну интегральную схему RC. Принципиальная схема генератора триггера Шмитта показана на рисунке ниже.

Триггерный осциллятор Шмитта

Выходной сигнал схемы представляет собой непрерывную прямоугольную волну.Частота сигнала зависит от значения R, C и пороговой точки триггера Шмитта.

Где k — постоянная величина в диапазоне от 0,2 до 1.

Триггер Шмитта CMOS

Схема инвертора простого сигнала дает выходной сигнал, противоположный входному сигналу. Например, если входной сигнал высокий, выходной сигнал низкий для простой схемы инвертора. Но если входной сигнал имеет всплески (шум), выходной сигнал будет реагировать на изменение на всплеске.Этого мы не хотим. Поэтому используется триггер Шмитта CMOS.

Форма сигнала простой схемы инвертора сигналов

В первом сигнале входной сигнал не имеет шума. Итак, результат идеальный. Но на втором рисунке входной сигнал имеет некоторый шум. Выход также реагирует на этот шум. Чтобы избежать этого состояния, используется триггер Шмитта CMOS.

На приведенной ниже схеме показана конструкция триггера Шмитта CMOS. Триггер Шмитта CMOS состоит из 6 транзисторов, включая транзисторы PMOS и NMOS.

Триггер Шмитта CMOS

Во-первых, нам нужно знать, что такое транзисторы PMOS и NMOS? Обозначения транзисторов PMOS и NMOS показаны на рисунке ниже.

PMOS и NMOS-транзисторы

NMOS-транзистор проводит, когда VG больше VS или VD. И транзистор PMOS проводит, когда VG меньше VS или VD. В триггере Шмитта CMOS один транзистор PMOS и один транзистор NMOS добавлены в простую схему инвертора.

В первом случае входное напряжение высокое. В этом состоянии транзистор P N включен, а транзистор N N выключен.И это создает путь к земле для узла-A. Следовательно, выход CMOS-триггера Шмитта будет нулевым.

Во втором случае входное напряжение высокое. В этом состоянии транзистор N N включен, а транзистор P N выключен. Это создаст путь к напряжению V DD (High) для узла-B. Следовательно, выходной сигнал CMOS-триггера Шмитта будет высоким.

Приложения триггера Шмитта

Применения триггера Шмитта приведены ниже.

  • Триггер Шмитта используется для преобразования синусоидальной волны и треугольной волны в прямоугольные.
  • Наиболее важное применение триггеров Шмитта для удаления шума в цифровой цепи.
  • Он также используется как генератор функций.
  • Используется для реализации генератора.
  • Триггеры Шмитта с RC цепью используются в качестве дребезга переключателя.

Триггер Шмитта: схемы, работа и приложения

Триггер Шмитта

, первоначально известный как термоэлектронный триггер, существует уже несколько десятилетий.До сих пор он способствовал изменяющим жизнь технологическим достижениям, таким как отслеживание переключения между двумя состояниями напряжения. Это компаратор или дифференциальный усилитель с дополнительным гистерезисом для обеспечения помехоустойчивости. Но даже без гистерезиса он может действовать исключительно как компаратор, который производит чистые цифровые импульсы.

Сегодня мы разработаем схему триггера Шмитта, а затем объясним, как она работает. Дополнительно выделим несколько областей, в которых можно применить схему триггера Шмитта.

1. Что такое триггер Шмитта?

Вкратце, это регенеративный компаратор. Он использует положительную обратную связь для реализации напряжения гистерезиса или изменения синусоидального входа на выходной сигнал прямоугольной формы. Часто выходное напряжение триггера Шмитта действует как опорное напряжение входных сигналов. Он предназначен для преобразования шума из аналоговой формы входного сигнала в цифровой сигнал.

Триггер Шмитта

также может быть бистабильной схемой. Бистабильная схема имеет устойчивые колебания высокого и низкого выходного напряжения, когда входной сигнал достигает желаемого порогового уровня.

2. Типы триггера Шмитта

Несомненно, существует несколько логических интегральных схем с триггерами Шмитта в качестве одного из компонентов. В нашем случае, однако, мы будем основывать наш интерес на триггере Шмитта своими руками, который у нас будет.

Типы включают;

  • Триггер Шмитта на базе операционного усилителя и
  • Триггер Шмитта на основе транзистора.

Дальнейшее объяснение вышеупомянутых типов дано в рамках общей схемы триггеров Шмитта.

3.Как работает триггер Шмитта?

Триггер Шмитта использует концепцию положительной обратной связи для достижения своего функционирования. Другими словами, он возьмет выходной образец, а затем вернет его во входной источник. Таким образом, на выходе будет усиление.

(объяснение положительных отзывов).

Усиление помогает настроить выход компаратора на свое состояние по желанию. Кроме того, он обеспечивает постоянство состояния на предусмотренном уровне.

4. Общие схемы триггеров Шмитта

Триггер Шмитта на транзисторах

Мы будем использовать два транзистора (основные компоненты) и другие основные внешние компоненты для этой схемы триггера Шмитта, чтобы настроить блок-схему.

Работа контура

Прежде всего, T1 не будет проводить, когда VIN (входное напряжение) равен 0 В. С другой стороны, Vref (опорное напряжение) имеет 1,98 В, что позволяет T2 проводить.

Далее, когда мы переходим к узлу B, мы можем рассматривать схему как делитель напряжения, а затем использовать приведенные ниже формулы для расчета напряжения со значениями компонентов;

VIN = 0 В, Vref = 5 В

Va = (Ra + Rb / Ra + Rb + R1) x Vref

Vb = (Rb / Rb + R1 + Ra) x Vref

Как мы уже отмечали, проводящее напряжение 1,98 Т2 низкое. Кроме того, базовое напряжение на выводе транзистора составляет 1,28 В, что выше, чем напряжение на выводе эмиттера транзистора при 0.7В.

Таким образом, увеличение входного напряжения схемы может пересечь значение T1 и сделать ее проводящей. Впоследствии это приведет к падению базового напряжения T2. Более короткий период проводимости транзистора T2 увеличивает выходное напряжение.

Триггер Шмитта на транзисторах

Затем входное напряжение схемы при базовом напряжении T1 клеммы начнет отказываться. При этом напряжение на выводе базы выйдет за пределы 0,7 В на выводе эмиттера транзистора, а затем вызовет отключение транзистора.

Вся процедура зависит от отказа тока эмиттера до точки, в которой транзистор находит режим прямого включения. Позже как базовое напряжение на выводе T2, так и напряжение коллектора возрастут.

Однако иногда через T2 протекает небольшой ток, и этот ток способен отключать T1 и понижать напряжение эмиттера. В таком случае вы снизите входное напряжение схемы примерно до 1,3 В, чтобы отключить T1.

Наконец, у вас будет два пороговых напряжения на 1.3В и 1,9В.

Триггерные схемы Шмитта на базе операционных усилителей

Триггерные схемы Шмитта на базе операционных усилителей имеют два основных подразделения; неинвертирующий вход и инвертирующий триггеры Шмитта.

Инвертирующая цепь триггера Шмитта

Для инвертирующего входа триггера Шмитта используется инвертирующий терминал операционного усилителя (операционного усилителя). Кроме того, выходной сигнал, генерируемый в инвертирующем режиме, имеет противоположную полярность, и вам нужно будет подать его на неинвертирующий терминал, чтобы получить положительную обратную связь.

Инвертирующая схема триггера Шмитта

Объяснение и формула инвертирующей схемы триггера Шмитта выше;

VREF меньше VIN приводит к выходу компаратора -VSAT. И наоборот, если -VREF немного больше, чем VIN (более отрицательный), на выходе будет VSAT. Следовательно, Vo (выходное напряжение компаратора) будет либо -VSAT, либо VSAT. Но вам придется управлять входными напряжениями схемы с помощью R2 или R1, чтобы регулировать изменения состояния схемы.

Значения формул -VREF и VREF;

  1. V REF = (V O * R 2 ) / (R 1 + R 2 )

2. V O = V SAT , следовательно,

3. V REF = (V SAT * R 2 ) / (R 1 + R 2 )

4. -V REF = (V O * R 2 ) / (R 1 + R 2 )

5.V O = -V SAT , следовательно,

6. -V REF = (-V SAT * R 2 ) / (R 1 + R 2 )

Иногда можно встретить VREF, называемое верхним пороговым напряжением (VUT), тогда как -VREF — нижнее пороговое напряжение (VLT).

Схема неинвертирующего триггера Шмитта

Во втором режиме схемы триггера Шмитта на основе ОУ вы подаете входное напряжение схемы на неинвертирующую входную клемму операционного усилителя.После этого эмиттерный резистор R1 позволит выходному напряжению вернуться к неинвертирующей клеммной цепи.

Схема неинвертирующего триггера Шмитта

Допустим, вначале выходное напряжение было на уровне VSAT. Выходное напряжение будет на том же уровне насыщения, пока VLT выше, чем VIN. Если позже входное напряжение схемы превысит нижний пороговый уровень напряжения, то состояние выхода изменится на -VSAT. Вы также можете последовательно изменять напряжение смещения, чтобы получить желаемые значения опорного напряжения.

Наконец, выход будет постоянным в состоянии -VSAT, пока входное напряжение схемы не поднимется выше верхнего порогового напряжения.

5. Применение триггеров Шмитта

Вы найдете схему триггеров Шмитта в нескольких приложениях, таких как;

  • Во-первых, в цепи дребезга переключателя.
  • Затем вы можете использовать триггеры Шмитта для реализации релаксационного генератора, особенно в конструкциях с обратной связью с обратной связью.
  • Также их можно использовать в генераторах функций и источниках питания.
  • Кроме того, схема триггера изменяет синусоидальную волну на прямоугольную.
  • Наконец, вы можете включить их в цифровые схемы в качестве преобразования сигнала, чтобы помочь в удалении сигнальных цепей.

Обобщить

Подводя итог, сегодняшняя статья дает подробное представление о триггерах Шмитта, их работе, базовой структуре схемы, а также некоторых из их приложений.

Даже при высокой эффективности триггера лучше иметь некоторые превентивные меры, такие как.Вождение операционного усилителя в рельсы. Будет больше потребляемой мощности, а значит, вам понадобится источник большой мощности. Несмотря на ограничение, вы избавитесь от зашумленных сигналов и уменьшите количество переходов между несколькими выходами.

Возникли проблемы с настройкой схемы или застряли в проекте? Свяжитесь с нами, чтобы получить более подробную информацию.

Как работают триггерные генераторы Шмитта

Эта статья призвана помочь читателям понять достоинства и недостатки RC-генераторов с триггером Шмитта, которые особенно важны, поскольку они присутствуют во внутреннем генераторе в популярных микроконтроллерах.

Генераторы необходимы в цифровых системах, поскольку для последовательной логики требуется некоторый тактовый сигнал, который вызывает изменение состояния. В частности, генераторы триггера Шмитта присутствуют в недорогих микроконтроллерах как способ обеспечить надежный тактовый сигнал, не требуя внешнего резонатора или генератора.

Давайте исследуем основной принцип работы этих схем.

RC-генератор

Во-первых, давайте посмотрим на очень простой RC-генератор:

Возможно, вы уже знаете, что частоту этого генератора можно вычислить по

.

$$ f = {k \ over RC} $$

, где k — постоянная, обычно между 0.2 и 1.

Это приблизительная оценка, которая зависит от нескольких условий, которые необходимо выполнить. Давайте проанализируем эту схему и получим выражение для выходной частоты.

Как работают RC-генераторы

Неуправляемые генераторы — это особые блоки, в которых нет входа. Вместо этого они состоят из усилителя и петли обратной связи. В случае этой схемы контур обратной связи представляет собой RC-цепь, которая ведет себя как переходная модель последовательной RC-цепи.

Основы схемотехники RC серии

В этой схеме обычно учитываются две фазы: заряд и разряд.{- {t \ over RC}} $$

Напряжение в конденсаторе асимптотически изменяется от Vs до 0V в фазе разряда.

Этих двух фаз почти достаточно для создания RC-генератора. Единственное, что нам сейчас нужно, это гистерезис; то есть реагирование на два уровня напряжения, чтобы напряжение конденсатора надежно «колебалось» между этими двумя уровнями.

Триггерные ворота Шмитта

Это специальные вентили, которые не реагируют на единичный порог напряжения на своих входах.Вместо этого их входы реагируют на одно возрастающее (более высокое) пороговое напряжение и одно падающее (более низкое) пороговое напряжение: всякий раз, когда входное напряжение превышает возрастающий порог, входной логический уровень рассматривается как высокий , и всякий раз, когда входное напряжение падает ниже порог падения, вход считается низким . Это означает, что вход триггера Шмитта имеет некоторые средства вызова его текущего уровня, который является последним уровнем, на который он переключился.

Такое поведение известно как гистерезис, и оно идеально подходит для осцилляторов, как вы увидите ниже.

На следующем рисунке показан зашумленный отрицательный импульс от 5 В до 0 В, а затем обратно до 5 В, а также выходной сигнал обычного инвертора и двух разных инверторов триггера Шмитта при подаче этого зашумленного сигнала:

A (красный): шумный сигнал подается на три инвертора, которые выдают инвертированное значение того, что зашумленный сигнал интерпретируется как на их входах. B (Синий): Выход штатного инвертора ТТЛ 74LS04. C (зеленый): выходной сигнал ТТЛ-инвертора с триггером Шмитта 74LS14.D (оранжевый): выход логического элемента CMOS NAND триггера Шмитта, сконфигурированный как инвертор.

Обратите внимание, как шум передается на обычный инвертор, в отличие от инверторов с триггером Шмитта (этот шум можно увидеть по переднему переднему фронту и заднему заднему фронту выхода 74LS04). Это происходит потому, что 74LS04 реагирует на единственный порог, который составляет где-то около 1,2 В.

Также обратите внимание на разное время, в которое инверторы триггера Шмитта реагируют первыми и последними.Эта разница соответствует их разным гистерезисным напряжениям (разнице между их порогами). 4093 имеет больший гистерезис, а это означает, что он лучше защищен от шума такого рода.

С этого момента давайте назовем повышающееся пороговое напряжение как $$ V_ {T +} $$, а падающее пороговое напряжение как $$ V_ {T -} $$, поскольку они известны во многих таблицах данных.

Собираем все вместе

Базовый генератор состоит из последовательной RC-цепи, управляемой инвертором триггера Шмитта.Вход инвертора — это напряжение конденсатора. Таким образом, инвертор вынужден:

  1. Зарядите конденсатор, когда его напряжение ниже $$ V_ {T +} $$, а на выходе высокий .
  2. Разрядите конденсатор, если его напряжение выше $$ V_ {T -} $$ и на выходе низкий уровень .

Вот реализация этого генератора с триггером Шмитта 74LS14:

RC-генератор с инвертором 74LS14.На графике A (красный) — выходное напряжение, а B (синий) — напряжение на конденсаторе. Пределы, между которыми это напряжение колеблется, являются пороговыми напряжениями инвертора.

Как рассчитать выходную частоту

Чтобы составить уравнение для частоты выходного сигнала, нам нужно знать его период, то есть сколько времени требуется для завершения цикла. Это легко вычислить, сложив большую ширину импульса и малую ширину импульса.

Высокая ширина импульса — это длительность высокого уровня на выходе, которая также является временем, за которое напряжение конденсатора достигает возрастающего порогового напряжения $$ V_ {T +} $$.В начале самого первого цикла можно предположить, что конденсатор разряжен, поэтому его напряжение будет равно нулю. Эта единственная фаза зарядки (первая) будет происходить только один раз и не будет влиять на установившуюся частоту.

Таким образом, без учета первой фазы зарядки, длительная длительность импульса в установившемся режиме — это время, за которое напряжение конденсатора поднимается от падающего порогового напряжения до возрастающего порогового напряжения при попытке достичь высокого уровня напряжения.{- {t_h \ over {RC}}} = 1- {V_ {T +} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T -}} \\\\ $$

$$ — {t_h \ over {RC}} = ln \ left (1- {V_ {T +} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T-}} \ right) \\\\ $

$$ t_h = -RC \; ln \ left (1- {V_ {T +} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T-}} \ right) \\\\ $$

$$ t_h = -RC \; ln \ left ({V_ {High} -V_ {T +} \ over V_ {High} -V_ {T-}} \ right) \\\\ $$

$$ t_h = RC \; ln \ left ({V_ {High} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T +}} \ right) \\\\ $$

Теперь, для малой длительности импульса t l , это время, за которое напряжение на конденсаторе упадет от повышающегося порога $$ V_ {T +} $$ до нижнего порога $$ V_ {T -} $$ , пытаясь достичь нуля вольт, следующим образом.{- {t_l \ over {RC}}} = {V_ {T-} \ over V_ {T +}} \\\\ $$

$$ — {t_l \ over {RC}} = ln \ left ({V_ {T-} \ over V_ {T +}} \ right) \\\\ $$

$$ t_l = -RC \; ln \ left ({V_ {T-} \ over V_ {T +}} \ right) \\\\ $$

$$ t_l = RC \; ln \ left ({V_ {T +} \ over V_ {T-}} \ right) $$

Таким образом, период выходного сигнала составляет

.

$$ T = t_h + t_l \\\\ $$

$$ T = RC \; ln \ left ({V_ {High} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T +}} \ right) + RC \; ln \ left ({V_ {T +} \ over V_ {T-}} \ right) \\\\ $$

$$ T = RC \ left [ln \ left ({V_ {High} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T +}} \ right) + ln \ left ({V_ {T +} \ над V_ {T-}} \ right) \ right] \\\\ $$

$$ T = RC \; ln \ left ({V_ {High} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T +}} \ times {V_ {T +} \ over V_ {T-}} \ right) \\\\ $ $

И мы знаем, что частота обратно пропорциональна периоду, поэтому наше общее уравнение для частоты в конечном итоге выглядит следующим образом.

$$ f = {1 \ over T} \\\\ $$

$$ f = {1 \ over RC \; ln \ left ({V_ {High} -V_ {T-} \ over V_ {High} -V_ {T +}} \ times {V_ {T +} \ over V_ {T-}} \ right)} \\\\ $

Обычно желательным условием, которое упрощает выражение для периода, является генерация прямоугольной волны. Это означает, что большая ширина импульса должна равняться низкой ширине импульса, чтобы сигнал имел рабочий цикл 50%.

Это может быть достигнуто с помощью триггерного затвора Шмитта с пороговыми напряжениями, одинаково разделенными на логические уровни.Таким образом, одна популярная конфигурация триггера Шмитта имеет пороговые напряжения 1/3 и 2/3 от напряжения питания V DD .

Например, в цепи TTL (0 В = низкий и 5 В = высокий) удобная пара пороговых напряжений будет 1,33 В и 2,67 В, потому что как в фазе заряда, так и в фазе разряда RC-цепь будет подвергаться первоначальному воздействию напряжение 1,33В. 2 \ right] \\\\ $$

$$ T = 2RC \; ln \ left ({V_ {T +} \ over V_ {T-}} \ right) \\\\ $$

$$ f = {1 \ over 2RC \; ln \ left ({V_ {T +} \ over V_ {T-}} \ right)} \\\\ $$

Заключение

Генераторы

RC представляют собой простое решение повсеместной проблемы генерации цифрового, достаточно стабильного тактового сигнала.Одним из очевидных преимуществ этой схемы по сравнению с другими генераторами является ее простота, а основные уравнения, которые мы только что вывели, позволяют легко реализовать решение.

В следующей статье, озаглавленной «Как разработать триггерные генераторы Шмитта», мы рассмотрим некоторые сложности и соображения, которые вы, возможно, захотите иметь в виду при использовании RC-генератора, чтобы убедиться, что он будет работать с максимальной эффективностью.

Пример схемы триггера Шмитта

Входные токи очень малы: e.г. Полосовой фильтр ▶ ︎ Ознакомьтесь с нашим каталогом поставщиков. Его можно реализовать на нескольких устройствах, но чаще всего на операционном усилителе. Суммирующий усилитель. Истинный вход триггера Шмитта имеет порог переключения, настроенный, при котором деталь будет переключаться в более высокой точке (Vt +) на переднем фронте и в нижней точке (Vt–) на заднем фронте. Триггер Шмитта переключается при разных напряжениях в зависимости от того, движется ли он от низкого к высокому или от высокого к низкому, используя то, что называется гистерезисом.Осциллятор с мостом Вина Активный фильтр нижних частот График триггера Шмитта предположим, что сигнал, представленный красным цветом (рисунок выше), является входным сигналом. Он обеспечивает ВЫХОД в зависимости от уровня входного напряжения. Если уровень сигнала INPUT ниже, чем THRESHOLD, транзистор источника питания схемы OUTPUT … Предыдущий уровень техники 1979-12-29 Правовой статус (Правовой статус является предположением, а не юридическим заключением. Триггер Шмитта является формой компаратора схема с гистерезисом или разными уровнями переключения входа для переключения выхода между двумя состояниями.Для создания схемы достаточно двух транзисторов и нескольких тщательно подобранных резисторов. Управляющие управляющие сигналы затвор / база для 10-тактного режима для ветвей A – B инвертора показаны на рис. Основы операционного усилителя Добавление этого резистора преобразует схему из компаратора в триггер Шмитта. Интегратор Это особенно полезно, когда входной сигнал может быть медленным. Контакты 2 и 6 соединены вместе с общим конденсатором, и ввод осуществляется через этот конденсатор.Его изобрел американский ученый Отто Шмитт. Пороговые значения в этой цепи составляют 2/3 и 1/3 Vcc. Контакты 4 и 8 являются контактами питания (Vcc) этого таймера. Они также используются в конфигурациях с обратной связью с обратной связью для реализации релаксационных генераторов, используемых в генераторах функций и импульсных источниках питания. Когда выход переключается в обратном направлении, порог переключения понижается. Инвертирующий триггер Шмитта показан ниже. Точка срабатывания VT рассчитывается как VT = R2 / (R1 + R2) Vout.Цепи питания Компаратор Когда на выходе компаратора высокий уровень, это напряжение возвращается на неинвертирующий вход операционного усилителя компаратора. Проблема отказа от использования гистерезиса с компаратором заключается в том, что если входной сигнал растет медленно, то шум на форме волны вызовет несколько переключений состояния выхода компаратора. Что касается того факта, что триггер Шмитта имеет гистерезис, в обозначение одной из этих схем входит символ гистерезиса.Компаратор имеет в своей основе дифференциальный усилитель, и действие компаратора означает, что аналоговый вход эффективно заменяется цифровым выходом в зависимости от напряжений на входе. Например, если входное напряжение начинается с 0,3 В и начинает расти, инвертор триггера Шмитта увидит это как ноль и выведет единицу. Транзисторные схемы Схема динамического порога (последовательная обратная связь) работает в основном так же, как и параллельная схема обратной связи, за исключением того, что обратная связь с выхода напрямую изменяет пороговое напряжение, а не входное напряжение.WatElectronics.com | Свяжитесь с нами | Политика конфиденциальности, Что такое наноматериалы: свойства и их применение, что такое сращивание оптических волокон: требования и методы, проект светодиодного дисплея с прокруткой, работающий со схемой, блок-схемой и пояснениями радиочастотных трансиверов, работа беспроводной радиочастотной технологии и ее приложения, Типы выходящих из строя диодов и их применение, что такое баллистический гальванометр: конструкция и его работа, технологическая архитектура Arduino и ее преимущества, роль встроенных систем в автомобилях с приложениями, система управления светофорами с использованием микроконтроллера.Если применяемый вход ниже, чем нижнее значение порогового значения od, тогда выход схемы низкий. Это следует выбрать в первую очередь. Выходной сигнал триггера Шмитта колеблется при верхнем и нижнем пороговых напряжениях, которые являются опорными напряжениями входной формы волны. Тогда можно рассчитать резистор обратной связи R3. Как можно точнее установите напряжение питания на +12 Вольт. Компания Google не проводила юридический анализ и не делает никаких заявлений относительно точности перечисленного статуса.) Схема триггера Шмитта с использованием операционного усилителя — пример 1 В этой схеме триггера Шмитта используется совместимый операционный усилитель 741 (операционный усилитель) для преобразования медленно меняющегося входного сигнала. форма волны в… При использовании операционного усилителя в качестве компаратора необходимо соблюдать осторожность.Одна из проблем заключается в том, что когда вместо компаратора используется операционный усилитель, скорость переключения не будет такой высокой, а также маловероятно, что она так сильно ударит по рельсам. Триггер Шмитта используется во множестве приложений, где необходимо определять уровень. В результате производители операционных усилителей не гарантируют, что их операционные усилители могут использоваться в схемах без обратной связи или с положительной обратной связью, как в случае триггера Шмитта. Триггеры Шмитта с инвертирующим усилителем представляют собой простые схемы, принимающие колебательный сигнал (например,Вт). . И эти два являются верхним и нижним пороговым напряжением для данного триггера Шмитта. Краткое описание схем Примерами параллельных схем обратной связи являются схема триггера Шмитта с коллекторной связью или схема неинвертирующего операционного усилителя, как показано: Последовательная обратная связь. Схемы на полевых транзисторах Триггерный вентиль Шмитта — это цифровой логический вентиль, предназначенный для арифметических и логических операций. Измерьте ток через светодиоды. Бистабильный Устройство, описанное выше, известно как триггер Шмитта. A = 105 на низких частотах.Выходной сигнал схемы триггера Шмитта представлен на рис. Стандартная схема компаратора может обычно преобразовываться в триггер Шмитта на этапе проектирования электроники путем введения положительной обратной связи путем добавления дополнительного электронного компонента. Тот факт, что положительная обратная связь, применяемая в схеме, обеспечивает более высокий коэффициент усиления и, следовательно, более быстрое переключение. Выходной сигнал схемы триггера Шмитта представлен на рис. Затем для переключения в другом направлении входное напряжение должно упасть, например, до 4.5 вольт. Схема, показанная на рис. Схема триггера Шмитта имеет некоторый гистерезис, который позволяет разработчику регулировать рабочий цикл, устанавливая размер окна гистерезиса. Суть триггера Шмитта — это дифференциальный усилитель: в этой роли часто используются операционные усилители, но гораздо лучше использовать конкретную микросхему компаратора в этой роли. Задания. Часть выходного сигнала возвращается на неинвертирующий (положительный) вход операционного усилителя, поэтому он называется компаратором с положительной обратной связью. Схема используется в течение многих лет и обеспечивает очень полезную функцию во многих современных электронных схемах.Отрицательная обратная связь в конфигурациях этих цепей с обратной связью может использоваться в качестве генераторов релаксации, функциональных генераторов, а также при переключении источников питания. Значение вывода сохраняется, если значение применения находится между этими верхним и нижним порогами. Конструкция транзистора Различия между компаратором и триггером Шмитта. Генератор фазового сдвига. Базовая схема триггера Шмитта показана на следующем рисунке. 15.40. Следовательно, его можно использовать как схему определения уровня. Принцип работы триггера Шмитта 2.Поместив конденсатор на резистор положительной обратной связи R3, можно увеличить коэффициент усиления во время переключения, что сделает переключение еще более быстрым. 15.40. Соответствующее фазное напряжение, полученное таким образом, показано на рисунке. Триггер Шмитта с использованием транзисторов Триггер Шмитта, сконструированный на транзисторе, состоит из пяти резисторов и двух транзисторов. Соответственно, все триггеры Шмитта используют этот символ. Схемы операционного усилителя В нашем примере входной сигнал подается на инвертирующий терминал, и, следовательно, схема называется инвертирующим триггером Шмитта.При использовании гистерезиса эффект шума на входе, который может вызвать несколько переключений на выходе, когда входное напряжение приближается к напряжению переключения, значительно уменьшается. Гистерезис возникает во многих случаях в науке, но в случае триггера Шмитта гистерезис означает, что схема срабатывает при разных напряжениях для переключения выхода из одного состояния в другое. Таким образом, разница между переключением в любом направлении составляет 1 вольт, что обеспечивает значительную помехозащищенность.3. Когда на цепь подается питание, резисторы R1, R2 и RE (сопротивление эмиттера) образуют цепь делителя потенциала между питанием и землей.

Значение «Рассмотрение» на тагальском языке, Хамо Бика 2020, Gba Pokemon Rom Hacks, Кто изобрел кинетограф, Psp Emuparadise God Of War 4, Игра в вешалку 1, Керала Бампер от дождя 2020, Стоимость внутреннего блока Carrier 2 тонны, Ведо Голос,

Учебное пособие по управлению одноразовыми триггерами

IoT Accelerator предоставляет возможность управлять триггерами через сервисный портал и API.

Триггер может быть определен для автоматизации событий (уведомлений или действий) и может устранить необходимость вручную отслеживать подписки. С помощью триггеров поставщик услуг и его корпоративные клиенты могут предотвратить неправомерное использование своих подписок или управлять своим жизненным циклом.

Группы триггеров могут применяться к подпискам на уровне предприятия или на уровне пакета подписки и включать правила, которые инициируют действия при выполнении условия. Условия и действия — это параметры, которые могут быть назначены каждому отдельному правилу и объединены вместе для включения в группу триггеров (термин «группа» или «пакет» означает, что можно объединить несколько критериев в один триггер) .

Целью настройки триггера является получение уведомления или выполнение действий при соблюдении некоторых настраиваемых и предварительно определенных критериев: например, если заданные пороговые значения трафика данных превышены, либо отправьте электронное письмо, либо приостановите SIM-карту, либо устройство «молчит» слишком долгое время или вместо этого инициировало слишком много сеансов передачи данных в заданный период времени

Каждый набор правил политики называется триггерный пакет (поскольку он может содержать сочетание критериев) и может быть создан, обновлен, отменен.

Определения триггеров и управление ими сгруппированы в 2 разных раздела:

Наследие управления триггерами : первый набор выбираемых предопределенных правил (в основном на основе трафика данных или мобильной активности устройства) для формирования логики триггера.

Trigger Management Non-Legacy : дополнительные группы триггеров могут быть определены на основе других критериев (изменение устройства, изменение сети, использование данных).

Если триггер уже сработал для подписки, он не сработает снова . Следовательно, если вы хотите повторить тест триггера для тех же подписок в тот же период времени, создайте новую группу триггеров или новое правило в существующей группе триггеров.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *