Trigger é um componente digital, um dispositivo biestável que muda para um estado e pode permanecer neste estado indefinidamente, mesmo quando os sinais externos são removidos. É construído a partir de elementos lógicos de primeiro nível (AND-NE, OR-NE, etc.) e refere-se a dispositivos lógicos de segundo nível.
Na prática, os gatilhos estão disponíveis como microcircuitos num pacote separado ou como elementos em grandes circuitos integrados (LSI) ou matrizes lógicas programáveis (PLM).
Conteúdos
Classificação e tipos de tempo de disparo
Os gatilhos estão divididos em duas grandes classes
- Assíncrono;
- Síncrono (cronometrado).
A diferença fundamental entre eles é que na primeira categoria de dispositivos, o nível do sinal de saída muda simultaneamente com a mudança do sinal na(s) entrada(s). O disparo sincronizado só muda de estado quando há um sinal de relógio na entrada fornecida para este fim. Uma produção especial, assinalada pela letra C (relógio), é fornecida para este fim. Os elementos síncronos são divididos em duas classes, de acordo com o tipo de portão:
- dinâmico;
- estático.
No primeiro tipo, o nível de saída muda dependendo da configuração dos sinais de entrada no momento em que a borda aparece (borda ascendente) ou borda descendente do impulso do relógio (dependendo do tipo particular de disparo). Quaisquer sinais podem ser alimentados nas entradas entre as arestas aparentes (decadência), o estado de disparo não mudará. O segundo não altera o nível, mas um ou zero sinal na entrada do Relógio é um sinal de relógio. Existem também dispositivos de gatilho complexos, classificados de acordo com:
- O número de estados estáveis (3 e mais, em oposição a 2 para os elementos básicos);
- Número de níveis (também mais de 3);
- Outras características.
Os elementos complexos são de utilização limitada em dispositivos específicos.
Tipos de gatilhos e como funcionam
Existem vários tipos básicos de gatilhos. Antes de as diferenças serem explicadas, vale a pena notar uma uniformidade: a saída de qualquer dispositivo é definida para um estado arbitrário quando o poder é aplicado. Se isto for crítico para o funcionamento geral do circuito, devem ser fornecidos circuitos de pré-ajuste. No caso mais simples, trata-se de um circuito RC que gera um sinal de ajuste de estado inicial.
RS dispara
O tipo mais comum de dispositivo biestável assíncrono é o gatilho RS. É referido como um gatilho com definição separada de estados 0 e 1. Há duas entradas para isto:
- S - conjunto;
- R - reset.
Tem uma saída directa Q e também pode ser invadida Q1. O nível lógico nesta saída é sempre oposto ao do Q, que é útil na concepção de circuitos.
A aplicação de um nível positivo à entrada S irá definir a saída Q para a lógica 1 (se houver uma saída inversa, esta irá para o nível 0). O sinal pode então mudar conforme desejado na entrada de definição - o nível de saída não será afectado. Desde que apareça um na entrada R. Isto colocará o gatilho no estado 0 (1 no pino inverso). A alteração do sinal na entrada de reset não terá qualquer efeito sobre o estado posterior do elemento.
Importante! A opção com a lógica 1 em ambas as entradas é proibida. O gatilho será colocado a um estado arbitrário. Esta situação deve ser evitada aquando da concepção de circuitos.
O RS-Trigger pode ser construído com elementos I-NE de entrada dupla comummente utilizados. Este método é viável tanto em CIs convencionais como no interior de matrizes programáveis.
Uma ou ambas as entradas podem ser invertidas. Isto significa que nestes pinos o gatilho é controlado pelo aparecimento de um nível baixo em vez de um alto.
Se o gatilho RS for construído com elementos I-NE de entrada dupla, ambas as entradas serão invertidas - controladas pelo fornecimento de um zero lógico.
Existe uma versão fechada do gatilho RS. Tem uma entrada C adicional. A troca tem lugar se duas condições forem satisfeitas:
- presença de um nível elevado no Set ou Reset input;
- Presença de um sinal de relógio.
Tal elemento é utilizado quando o tempo de comutação deve ser atrasado, por exemplo, durante o fim de transientes.
Gatilhos D-triggers
O disparador D (gatilho transparente, trinco) pertence à categoria de dispositivos síncronos, cronometrados na entrada C. Também tem uma entrada de dados D (Dados). Em termos de funcionalidade, o dispositivo pertence à categoria de gatilhos com uma única entrada.
Desde que um sinal lógico esteja presente na entrada do relógio, o sinal na saída Q repete o sinal na entrada de dados (modo de transparência). Assim que o nível estroboscópico atingir 0, o nível à saída Q permanece o mesmo que no momento da queda (travado). Desta forma, é possível bloquear o nível de entrada à entrada em qualquer altura. Há também os acionadores D que são acionados com arestas. Fixam o sinal no bordo positivo do estroboscópio.
Na prática, dois tipos de dispositivos biestáveis podem ser combinados num único chip. Por exemplo, um gatilho D e um RS. Neste caso, as entradas Set/Reset são consideradas prioritárias. Se um zero lógico estiver presente neles, o elemento comporta-se como um disparador D normal. Se pelo menos uma entrada tiver um nível elevado, a saída é definida para 0 ou 1 independentemente dos sinais nas entradas C e D.
A transparência do gatilho D nem sempre é uma característica útil. Para evitar isto, são utilizados elementos duplos (gatilhos de viragem) que são assinalados pelas letras TT. O primeiro gatilho é um trinco simples que permite que o sinal de entrada flua para a saída. O segundo gatilho serve como um elemento de memória. Ambas são marcadas pelo mesmo portão.
Os acionadores T .
O T-trigger é um elemento biestável contável. A lógica é simples, muda o seu estado cada vez que a lógica seguinte chega à sua entrada. Se um sinal de pulso for aplicado à sua entrada, a frequência de saída será duas vezes mais alta do que a frequência de entrada. O sinal na saída inversa estará fora de fase com a saída directa.
É assim que funciona um acionador assíncrono em T. Existe também uma variante síncrona. Quando um sinal de pulso é aplicado à entrada do relógio e uma lógica está presente no pino T, o elemento comporta-se da mesma forma que um elemento assíncrono - dividindo a frequência de entrada ao meio. Se o pino T for zero, a saída Q é definida para baixo, independentemente da presença de portões.
JK desencadeia .
Este elemento biestável pertence à categoria universal. Pode ser controlado separadamente por inputs. A lógica do gatilho JK é semelhante à do elemento RS. A entrada J (Job) é utilizada para definir a saída para um. Um nível elevado no pino K (Keep) repõe a saída a zero. A diferença fundamental com o gatilho RS é que a ocorrência simultânea de um nas duas entradas de controlo não é proibida. Neste caso, a saída do elemento muda o seu estado para o oposto.
Se as saídas Job and Keep estiverem ligadas, o gatilho JK torna-se um gatilho T-trigger de contagem assíncrona. Quando um meandro é aplicado à entrada combinada, a saída será metade da frequência. Tal como com o elemento RS, existe uma versão com relógio do gatilho JK. Na prática, são principalmente os elementos fechados deste tipo que são utilizados.
Aplicação prática
Devido à sua propriedade de reter informação mesmo quando os sinais externos são removidos, os gatilhos podem ser utilizados como células de memória com uma capacidade de 1 bit. Uma matriz pode ser construída a partir de elementos únicos para armazenar estados binários - este é o princípio utilizado para construir memórias estáticas de acesso aleatório (SRAM). Uma característica especial desta memória é o seu circuito simples que não requer controladores adicionais. Por conseguinte, estas SRAM são utilizadas em PLCs e PMs. Mas a baixa densidade de escrita dificulta a utilização de tais matrizes em PCs e outros sistemas informáticos poderosos.
A utilização de gatilhos como divisores de frequência foi mencionada acima. Os elementos biestáveis podem ser ligados em cadeias para obter diferentes factores de divisão. A mesma corrente também pode ser usada como contador de impulsos. Isto é feito lendo o estado das saídas dos elementos intermediários em cada instante - obtém-se um código binário correspondente ao número de impulsos que chegam à entrada do primeiro elemento.
Dependendo do tipo de gatilhos utilizados, os contadores podem ser síncronos ou assíncronos. O mesmo princípio é utilizado para conversores de código sequencial para código paralelo, mas apenas os elementos que podem ser fechados são utilizados aqui. Além disso, as linhas de atraso digitais e outros elementos binários são construídos sobre gatilhos.
Os gatilhos RS são utilizados como bloqueios de nível (supressores de ressalto de contacto). Se interruptores mecânicos (botões, interruptores) forem utilizados como fontes de nível lógico, um efeito de ressalto formará múltiplos sinais em vez de um quando premido. Isto pode ser combatido com sucesso pelo gatilho RS.
A gama de aplicação de dispositivos biestáveis é ampla. A gama de tarefas que podem ser resolvidas com eles depende em grande parte da imaginação do designer, especialmente no campo das soluções não padronizadas.
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