Trigger on digitaalne element, bistabiilne seade, mis lülitub ühte olekusse ja võib jääda sellesse olekusse lõputult isegi väliste signaalide eemaldamisel. See on üles ehitatud esimese taseme loogilistest elementidest (AND-NE, OR-NE jne) ja viitab teise taseme loogilistele seadmetele.
Praktikas on trigerid saadaval mikroskeemidena eraldi pakendis või elementidena suurtes integraallülitustes (LSI) või programmeeritavates loogikamaatriksites (PLM).
Sisu
Päästikute klassifikatsioon ja ajastuse tüübid
Päästikud jagunevad kahte suurde klassi:
- asünkroonne;
- Sünkroonne (taktiga).
Põhiline erinevus nende vahel seisneb selles, et esimese kategooria seadmetes muutub väljundsignaali tase samaaegselt sisendi(te) signaali muutumisega. Sünkroonsete trigerite puhul muutub olek ainult siis, kui selleks ettenähtud sisendis on taktsignaal. Selleks on ette nähtud spetsiaalne väljund, mis on tähistatud tähega C (kell). Sünkroonsed elemendid jagunevad vastavalt strobeerimise tüübile kahte klassi:
- dünaamiline;
- staatiline.
Esimesel tüübil muutub väljundtase sõltuvalt sisendsignaalide konfiguratsioonist hetkel, mil ilmub taktimpulsi serv (esiserv) või langev serv (sõltub konkreetsest trigeri tüübist). Kella servade ilmumise (vaibumise) vahele saab sisenditesse sisestada mis tahes signaale, trigeri olek ei muutu. Teine versioon kellaaega ei muuda, kuid ühe või nulli olemasolu kella sisendil on märk kellaajast. Samuti on olemas keerulised päästikseadmed, mis klassifitseeritakse järgmiselt:
- Püsiseisundite arv (3 või enam, mitte 2 põhielementide puhul);
- Tasemete arv (ka rohkem kui 3);
- muud omadused.
Komplekssed elemendid on konkreetsetes seadmetes piiratud kasutusega.
Päästikute tüübid ja nende tööpõhimõte
Päästikuid on mitu põhitüüpi. Enne erinevuste käsitlemist peaksime tähele panema ühtsust: toite rakendamisel seatakse mis tahes seadme väljund suvalisesse olekusse. Kui see on vooluringi üldise toimimise seisukohalt kriitiline, tuleb varustada eelseadistusahelad. Lihtsamal juhul on see RC-ahel, mis moodustab algoleku seadistussignaali.
RS päästikud
Kõige tavalisem asünkroonse bistabiilse seadme tüüp on RS-päästik. See viitab eraldi oleku 0 ja 1 seadistustega päästikutele. Selle jaoks on kaks sisendit:
- S - komplekt (komplekt);
- R - lähtestamine.
Seal on otseväljund Q ja see võib olla ka inversioonväljund Q1. Selle loogika tase on alati Q-le vastupidine - see on kasulik ahelate kujundamisel.
Kui sisendile S rakendatakse positiivset taset, seatakse väljund Q loogikale 1 (kui on pöördväljund, läheb see tasemele 0). Pärast seda saab seadistussisendi signaal muutuda vastavalt soovile - väljundtaset see ei mõjuta. Kuni see kuvatakse R-sisendil. See seab päästiku olekusse 0 (1 pöördtihvtil).Lähtestamissisendi signaali muutmine ei mõjuta elemendi edasist olekut.
Tähtis! Variant, kui mõlemal sisendil on loogiline 1, on keelatud. Päästik seatakse suvalisesse olekusse. Seda olukorda tuleks vooluahelate kavandamisel vältida.
RS Triggeri saab ehitada tavaliselt kasutatavate kahe sisendiga I-NE elementide põhjal. See meetod on teostatav nii tavaliste kiipide kui ka programmeeritavate massiivide sees.
Ühte või mõlemat sisendit saab ümber pöörata. See tähendab, et nende tihvtide puhul juhitakse päästikut pigem madala kui kõrge taseme ilmumisega.
Kui ehitate RS Triggeri kahe I-NE sisendelemendiga, pööratakse mõlemad sisendid ümber – neid juhib loogilise nulli toide.
RS-päästikust on avatud versioon. Sellel on täiendav C-sisend. Ümberlülitamine toimub siis, kui on täidetud kaks tingimust:
- Kõrge taseme olemasolu seadistus- või lähtestamissisendil;
- Kellasignaali olemasolu.
Sellist elementi kasutatakse siis, kui on vaja lülitumist edasi lükata näiteks siirete lõpu ajaks.
D-päästikud
D-trigger ("läbipaistev trigger", "riiv") kuulub sünkroonsete seadmete kategooriasse, taktsagedus sisendil C. Samuti on sisend andmete jaoks D (Data). Funktsionaalsuselt kuulub seade ühe sisendi kaudu infot vastuvõtvate trigerite hulka.
Kuni kellasisendis on loogiline, kordab väljundis Q olev signaal andmesisendi signaali (läbipaistvusrežiim). Niipea, kui vilkumise tase läheb 0-ni, jääb väljundi Q tase samaks, mis oli langemise hetkel (lukustatud). Nii saate sisendi taseme igal ajahetkel sisendile lukustada. Samuti on D-trigerid, mis käivitatakse servaga. Nad lukustavad signaali stroobi positiivsel serval.
Praktikas saab ühte kiibi kombineerida kahte tüüpi bistabiilseid seadmeid. Näiteks D ja RS päästik.Sel juhul eelistatakse seadistus/lähtestamine sisendeid. Kui neil on loogiline null, siis element käitub nagu tavaline D-triger. Kui vähemalt ühel sisendil on kõrge tase, seatakse väljundiks 0 või 1, olenemata sisendite C ja D signaalidest.
D-päästiku läbipaistvus ei ole alati kasulik funktsioon. Selle vältimiseks kasutatakse topeltelemente (flip-flop triggers) ja neid tähistatakse tähtedega TT. Esimene päästik on tavaline riiv, mis võimaldab sisendsignaalil minna väljundisse. Teine päästik on mäluelement. Mõlemad on kella ühe vilkuriga.
T-päästikud
T Trigger on loendatav bistabiilne element. Selle töö loogika on lihtne, see muudab oma olekut iga kord, kui tema sisendisse tuleb järgmine loogiline. Kui selle sisendile rakendatakse impulsssignaali, on väljundsagedus kaks korda suurem kui sisendsagedus. Pöördväljundis on signaal antifaasis otsesignaaliga.
Nii töötab asünkroonne T-päästik. Samuti on olemas sünkroonne versioon. Kui kellasisendile on antud impulsssignaal ja tihvtis T on loogiline, käitub element samamoodi nagu asünkroonne – jagab sisendsageduse pooleks. Kui T viik on loogiline null, seatakse Q väljund madalale, olenemata väravate olemasolust.
JK päästikud
See bistabiilne element kuulub universaalsesse kategooriasse. Seda saab sisendite kaudu eraldi juhtida. JK päästiku loogika on sarnane RS-elemendi loogikaga. J (Job) sisendit kasutatakse väljundi määramiseks ühele. Pin K (Keep) kõrge tase lähtestab väljundi nulli. Põhiline erinevus RS-päästikuga on see, et nende üheaegne ilmumine kahel juhtsisendil ei ole keelatud. Sel juhul muudab elemendi väljund oma olekut vastupidiseks.
Kui töö ja hoidmise väljundid on ühendatud, muutub JK päästikust asünkroonse loenduse T-päästik. Kui kombineeritud sisendile rakendatakse meanderit, on väljund pool sagedusest.Nagu RS-elemendi puhul, on ka JK-päästikul kellaga versioon. Praktikas kasutatakse enamasti seda tüüpi väravaga elemente.
Praktiline kasutamine
Päästikute omadus säilitada salvestatud teavet isegi väliste signaalide eemaldamisel võimaldab neid kasutada 1-bitise mahuga mälurakkudena. Binaarsete olekute salvestamiseks saab ehitada üksikutest elementidest maatriksi – seda põhimõtet kasutatakse staatiliste muutmälude (SRAM) konstrueerimiseks. Selle mälu eripäraks on selle lihtne vooluring, mis ei vaja täiendavaid kontrollereid. Seetõttu kasutatakse SRAM-e kontrollerites ja PLC-des. Kuid madal kirjutustihedus takistab selliste maatriksite kasutamist personaalarvutites ja muudes võimsates arvutisüsteemides.
Päästikute kasutamist sagedusjagajatena mainiti eespool. Erinevate jaotustegurite saamiseks saab bistabiilseid elemente ühendada ahelateks. Sama ketti saab kasutada pulsiloendurina. Selleks on vaja vaheelementidest välja lugeda väljundite olek igal ajahetkel - saame kahendkoodi, mis vastab esimese elemendi sisendisse tulnud impulsside arvule.
Sõltuvalt kasutatavate päästikute tüübist võivad loendurid olla sünkroonsed või asünkroonsed. Sama põhimõtet kasutatakse järjestikuse koodi paralleelkoodiks muundajate puhul, kuid siin kasutatakse ainult väravaid võimaldavaid elemente. Trigereid kasutatakse ka digitaalsete viiteliinide ja muude binaarsete elementide ehitamiseks.
RS-päästikuid kasutatakse taseme sulguridena (kontaktpõrgete summutajad). Kui loogikataseme allikatena kasutatakse mehaanilisi lüliteid (nupud, lülitid), moodustab vajutav efekt vajutamisel ühe signaali asemel palju. RS-trigger võitleb sellega edukalt.
Bistabiilsete seadmete kasutusvaldkond on lai.Nende abiga lahendatavate ülesannete hulk sõltub suuresti disaineri fantaasiast, eriti mittestandardsete lahenduste vallas.
Seotud artiklid:
