Дәріс. Триггерлер және  регистрлер

 

7.1 Триггерлер

Триггерлер – құрамына сақтау элементі (фиксатор) және басқару сызбасы кіретін элементар автоматтар.  Фиксатор  бір-бірімен  "айқасу" бойынша біреуінің шығысы екіншісінің кірісімен байланысқан екі индикатордан тұрады. Мұндай қосылу екі тұрақты күйлі тізбек береді ( 7.1 суретті қара). Егер  инвертор 1 шығысында   логикалық нөл болса, онда ол инвертор 2 шығысында логикалық бірді тудырады және керісінше болады.

  7.1 сурет – Асинхрондық RS-триггерінің сызбасы

Орнатылған сигналдар 7.1 суретте үзік сызықтармен көрсетілген. Латын алфавитінің  R әрпімен ( Reset дегеннен ) триггерді 0-ге қою (ауытқу) сигналы  белгіленген, ал  S  әрпімен ( Set дегеннен) – 1-ге қою  логикалық күй сигналы белгіленген . Триггер күйі  Q сияқты болып белгіленетін  тура шығыс мәні бойынша   немесе екінші шығысты  инверсерлік сигналымен есептеледі.  RS-триггері үшін НЕМЕСЕ-НЕ таңдалған сигналы   1 болып табылады, себебі тек қана ол логикалық элементті   0-ге элементтің басқа шығыстарындағы сигналдардан тәуелсіз келтіреді ( 7.1, а суретті қара).  RS-триггер үшін   элементтердегі ЖӘНЕ-НЕ таңдалған сигналы нөлдік болып табылады ( 7.1, б суретті қара).

7.1.1 Триггерлерді кластарға бөлу.

Логикалық құрылу принциптеріне  қарай  триггерлерді  RS, D, T, JK және т.б. түрлерге  бөледі. Сонымен қатар, бір уақытта бірнеше типтер орын алатын аралас триггерлер және күрделі кірісті логикалы триггерлер (кіріс топтарымен, бір-бірімен өзара  логикалық тәуелділікте болатын) қолданылады.

 RS түріндегі триггердің екі кірісі болады – бірге орнату  (S) және нөлге орнату (R). S орнату  және  R лақтыру сигналдарын біруақытта беруге рұқсат етілмейді (сигналдардың бұл  комбинациясы тиым салынған деп аталады).

  D түріндегі триггер ( Delay сөзінен алынған  - ұстау) бір кірісті болып келеді. Оның күйі  кіріс сигналын қайталайды, бірақ тактілік сигналымен кешігу анықталады.

Т түріндегі триггер әрбір кіріс сигналы түскен сайын өзінің күйін өзгертіп отырады. Бір кірісі бар триггер есептегіш кірісті немесе есептегіш триггерлер  деп аталады.

 JK түріндегі триггер  (J)  орнату кірістері және RS триггерінің кірістеріне ұқсас (К)  лақтыру  кірістері бар универсалды триггерлер болып келеді. Соңғылардың  айырмашылығы бірден екі кіріске  (J = К = 1) сигналдарды беру  мүмкіндігіне ие болып табылады. Бұл  режимде үшінші (тактілі) кіріске қатысты есептегіш триггер ретінде  жұмыс істейді.

Аралас триггерлерде бірнеше режим қатар жұмыс жасайды. Мысалы, RST түріндегі есептегіш  триггері, сондай-ақ оның  орнату және лақтыру кірістері де бар .

Мысал ретінде,  күрделі кірісті  логикалы триггер ретінде  J₁J₂J₃ және К₁К₂К₃, топтық  кірістері коньюкциялық операциямен қосылған JK-триггерін алуға болады:

Триггерлер  ақпаратты жазу тәсіліне байланысты асинхрондық (тактілік емес) және синхрондық (тактілік) болып екіге бөлінедіі. Тактілік емес асинхрондық триггерлерде  жаңа күйге өту кіріс ақпараттық сигналдарының тікелей өзгеруі арқылы шақырылады. Арнайы кірісі С (Clock сөзінен шыққан) бар,  тактіленетіндерде  осы кіріске тактілік сигналдарды беру арқылы өту жүреді. Тактілік сигналдар, сондай-ақ  синхрондалған, орындалған, командалық және т.б деп аталады.

Тактілік  сигналдарды қабылдау тәсіліне қарай - деңгеймен басқарылатын және фронтпен басқарылатын болып бөлінеді. Деңгеймен басқарылу деген,  тактілік сигналдың бір деңгейінде триггер кіріс сигналдарын қабылдайды және оларға ықпал етеді, басқасында қабылдамайды және өзгермейтін күйде қалады.

Фронтпен басқарған кезде ауысуға тактілік сигналдың түсу мезетінде (оның фронтында немесе түсуінде) рұқсат етіледі.

Фронтпен басқарылатын триггерлерді, сондай-ақ динамикалық басқарулы триггерлер деп те атайды. Динамикалық кіріс тура немесе инверсілік болуы мүмкін. Тура динамикалық басқару тактілік сигнал нөлдік мәнінен бірлікке ауысуына рұқсат беруді көрсетсе, инверстілік- тактілік сигналдың бірлік мәнінен нөлдік мәнге өзгеруінде қайта қосуға рұқсат береді.     

7.1.2 Триггерлердің сызбатехникасы.

D-триггер RS триггерінен алынады, егер S кірісіне  D мәнін берсе, ал R кірісіне оның инверсиясын аламыз (7.5,а суретті қара). Ақпараттық сигнал тек С синхроимпульсті мезетінде есте сақталады (7.5,б суретті қара).

 7.5 сурет  – D-триггер сызбасы  (а) және уақыттық  диаграмма (б)

Т-триггер RS триггері негізінде құрылады (7.6,а суретті қара). Бұл жағдайда есептегіш кіріс ролін   С тактілеу кірісі атқарады.

7.6 сурет  – Т-триггер сызбасы

Тактілеу кірісі бойынша ақпаратты қабылдаудың әрбір рұқсат етілуінде СТ – триггер кері байланыстар бойынша қарама-қарсы күйді қабылдайды, яғни қайта қосылады. Т-триггерін осыған ұқсас әдіспен D-триггерінің негізінде де алуға болады (7.6,б суретті қара). 

JK-триггер сызбасы (7.7 суретті қара) 7.1 кестесіне тәуелді.

 7.7 сурет  – JK-триггер сызбасы

7.1 кесте  – JK-триггер ақиқаттылығының кестесі

Генерация режимін болдырмау үшін, есептегіш Т-триггерлері үшін де, бұл жерде екісатылық типті  және динамикалық басқарымды RS-триггерін қолдану қажет.