Тригер (електроника)

Тригерът (от английски: trigger – спусък) е логическа схема с две устойчиви състояния, която преминава от едното в другото под въздействието на външен сигнал. Тригерът може да стои произволно дълго в едно от двете състояния, а преминаването в другото състояние става много бързо, със скок. Тригерът е последователна логическа схема, тоест схема с памет.

Анимирана схема на тригер с транзистори. Примерни стойности на резисторите: R1, R2 = 1 kΩ R3, R4 = 10 kΩ

Обикновено изходът на един тригер се означава с Q и състоянието му се отъждествява с това на тригера. Освен основния („прав“) изход, един тригер може да притежава и втори изход – Q („инверсен“), чието състояние е обратно (в логически смисъл) на състоянието на основния. Тригерите са основни звена в броячи, регистри и др.

В зависимост от начина на въздействие на входните сигнали, тригерите се делят на два основни типа: асинхронни (latch) и синхронни (тактово управляеми) тригери.

Видове тригери

Асинхронни тригери

При тях информационните сигнали въздействат върху състоянието на тригера непосредствено при появяването си.

Синхронни тригери

Синхронен RS тригер с управление по ниво на сигнал.

Имат допълнителен тактов вход, който се бележи с C (от англ. clock – часовник), чийто сигнал установява тригера в съответствие с входните сигнали, които въздействат. Съществуват три типа синхронни тригери:

С управление по ниво на сигнал

Състоянието на тригера може да се промени през цялото време, докато логическото ниво на тактовия вход е активно. Този тип тригер се нарича още статичен синхронен тригер. Обикновено при тях тактовият сигнал се бележи с E (от англ. enable – разреши)

С управление по фронт на сигнал

Превключват се само по време на активния преход на синхронния сигнал (0 – 1 или 1 – 0). Тригери от този тип се наричат динамични или тригери с динамичен вход.

Двустъпални тригери

При активно ниво на синхронния сигнал първото стъпало приема входното въздействие, като второто стъпало е забранено. При преминаване на сигнала в неактивно ниво информацията от първото стъпало се прехвърля във второто. Наричат се още тригери от тип „управляващ-управляван“ (англ. Master-Slave)

RS тригери

Асинхронен RS тригер реализиран с „ИЛИ-НЕ“.

RS тригер реализиран с „И-НЕ“.

Разрешаван RS тригер.

RS тригер управляван по фронт на сигнал.

RS тригер от тип Master-Slave.

RS тригера има два входа. Единият е за установяване S (англ. Set), а другият е за нулиране R (англ. Reset)

RS тригер, реализиран с логически елемент „ИЛИ-НЕ“

Ако ${\displaystyle R=S=0}$, тригерът запазва състоянието си, до което се е намирал дотогава. Ако ${\displaystyle R=S=1}$, двата изхода престават да бъдат взаимноинверсни и се установяват в нула. Състоянието на тригера е неопределимо, затова тази комбинация е забранена.

S	R	Q	${\displaystyle {\bar {Q}}}$
0	0	НП	НП
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	*	*

НП – няма промяна; * – забранена комбинация

RS тригер, реализиран с логически елемент „И-НЕ“

Разликата спрямо тригера, реализиран с „ИЛИ-НЕ“, е в това, че активните нива на входните сигнали са логически „0“, тоест тригерът се установява в логическа „1“, когато ${\displaystyle S=0}$, и се нулира, когато ${\displaystyle R=0}$. В този случай двата изхода се установяват в логическа „1“ и тригерът е в неопределено състояние.

${\displaystyle {\bar {S}}}$	${\displaystyle {\bar {R}}}$	Q	${\displaystyle {\bar {Q}}}$
0	0	*	*
0	1	1	0
1	0	0	1
1	1	НП	НП

НП – няма промяна; * – забранена комбинация

Разрешаван RS тригер

Получава се от асинхронния тригер, реализиран с „И-НЕ“, чрез включване на входовете му елементи „И-НЕ“. Тригерът притежава разрешаващ вход Е. Когато ${\displaystyle E=1}$, входните въздействия се пропускат към основния тригер. Когато ${\displaystyle E=0}$, входните въздействия не виляят на основния тригер.

RS тригер управляван от фронт на сигнал

Във входа Е на разрешавания RS тригер се включва детектор на фронт. Той формира кратък импулс по предния фронт на синхронизиращия сигнал. Продължителността на този импулс е приблизително равна на закъснението в инвертора. Така формираният тригер с динамичен вход е нечувствителен към статичните нива на входа на такта С.

RS тригер от тип управляващ-управляван

Управляващият тригер възприема входните въздействия винаги при ${\displaystyle C=1}$, а когато ${\displaystyle C=0}$, информацията от изхода на управляващия се прехвърля в управлявания. Така в изхода на тригера се фиксира състоянието преди спадащия фронт на тактовия сигнал. Ако първото стъпало на тригера е тригер от динамичен тип, двустъпалният тригер е с по-висока шумоустойчивост.

JK тригер

JK тригер.

JK тригерът е от динамичен тип. Има два входа: J установява тригера в логическа „1“, а K – в логическа „0“. JK тригера има и един нулиращ вход C. Действието на JK тригера е подобно на това на RS с тази разлика, че е премахната неопределеността в състоянието му при едновременното активизиране на двата информационни входа. При ${\displaystyle J=K=1}$ всеки тактов импулс променя състоянието на тригера в противоположно.

J	K	Q	${\displaystyle {\bar {Q}}}$
0	0	НП	НП
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	${\displaystyle {\bar {Q_{n}}}}$	${\displaystyle Q_{n}}$

НП – няма промяна

D тригер

D тригер

D тригерът представлява елементарна клетка памет. Притежава един информационен вход, означен с D (закъснение, от англ. Delay). Логическото ниво на този вход се установява на изхода след постъпване на съответен тактов импулс. Информацията на изхода се получава с един такт закъснение. На основа на D тригера се реализират основните регистърни схеми. Може да бъде получен на основата както на JK, така и на RS тригер. При D тригера състоянието на изхода съвпада със стойността на D.

D	Q	${\displaystyle {\bar {Q}}}$
0	0	1
1	1	0

T тригер

T тригер

T тригерът е синхронен. Има два входа: T (превключващ, англ. Toggle) и тактов C. Когато на входа Т се подаде логическа „1“, всеки тактов импулс превключва тригера в противоположно състояние. Така входът Т се разглежда като разрешаващ вход. T тригера е делител на тактовата честота на две. Използва се за реализация на броячни схеми. Реализира се по-лесно от останалите типове тригери. Може да бъде получен както от RS, така и от JK тригер.

T	${\displaystyle Q_{n+1}}$
0	${\displaystyle Q_{n}}$
1	${\displaystyle {\bar {Q_{n}}}}$