Gazmarket59.ru

Газ Маркет 59
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двоичный т триггер счетчик

Как работает схема триггера на транзисторах

28 сентября 2018

Время на чтение:

Широкое применение в импульсной технике получил триггер на транзисторах. Чаще всего он используется в качестве счётчика и элемента памяти. Кроме того, в различных приборах логическое устройство заменило собой электромеханическое реле. На основе эпитаксиальных транзисторных триггеров создаются микросхемы, без которых невозможна работа любого современного цифрового прибора.

Двоичный т триггер счетчик

В свое время (в 80-х) я работал на средних ЭВМ и довольно часто ездил на курсы повышения квалификации. Мы ездили в учебно-вычислительные центры в длительные командировки на 1,5-3 месяца. И каждый раз курсы начинались с повторения элементной базы. Другой бы покривился и сказал:
— Да знаю я уже все это! Сколько можно повторять?!

Однако каждый раз я заново слушал курс по элементной базе… и каждый раз удивлялся, что многие вещи нужно запоминать. Одним из моих «больных» моментов были таблицы истинности триггеров. Особенно RS-триггера и JK-триггера.

Поразительно, как педагоги были единодушны в своем подходе! Структура урока была примерно такова:
1. Нам объясняли, что такое триггер, Причем к пониманию этого мы подходили постепенно, разобрав

  • сначала работу транзисторов,
  • затем из транзисторов мы строили логические схемы И, ИЛИ, НЕ
  • и уже из элементов И, ИЛИ, НЕ, как из кирпичиков строили триггера

    2. Далее нам давали под запись таблицы истинности. Именно под запись… Раздаточных материалов практически не было. О том, чтобы, скачать нужную статью, урок или «зайти» в электронную библиотеку можно было помечтать только в фантастических рассказах. Сейчас да, можно зайти в раздел закачек информационно-образовательного портала Ореанда и найти почти все для учебы, образования и даже работы. А тогда только конспекты.

    Уже тогда я понимал, что обилие информации может завести меня в тупик! Например, на один RS-триггер (как и на JK-триггер) нужно было запоминать 2 таблицы. Ведь как RS-триггер, так и JK-триггер могут строиться

  • и на элементах И
  • и на элементах ИЛИ

    Получается, что на два триггера мне нужно запоминать 4 таблицы истинности! И я нашел способ, как эти таблицы истинности для триггеров понимать и быстро выводить, а не запоминать.
    В то время я вел кружок юного радиотехника во Дворце пионеров и мой метод был прекрасно опробован на 6-тиклассниках. Уже после первого занятия они легко выводили эти таблицы истинности для RS-триггера и JK-триггера. Метод очень прост и я поделюсь им в этой статье.

    Немного базовых знаний

    Итак, можно сказать, что вычисления в компьютере строятся на двоичной системе и используются логические элементы: НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Из них, как из «кирпичиков» и строятся RS-триггеры, JK-триггеры.

    Таблицы истинности RS-триггера, или деформируем буквы

    RS-триггер имеет два входа: R и S. Прежде чем двигаться дальше, деформируем эти буквы. Это поможет нам навсегда запомнить, что

  • S-вход — это вход установки триггера в 1, а
  • R-вход — это вход установки триггера в 0

    Читайте так же:
    Схема счетчика с вилкой

    S-вход установки триггера в 1

    R-вход установки триггера в 0

    Теперь пришло время вспомнить о термине: «действующий сигнал» на входе. Это значение входного сигнала, которое переключает триггер. Он может быть 0 или 1. Все зависит от того, какие у RS-триггера входы — прямые или инверсные. Здесь легко запомнить: у инверсных входов есть маленькие нолики на входе — запоминаем, что действующий сигнал 0. И наоборот: у прямых входов действующий сигнал 1.


    RS-триггер с прямыми входами
    Действующий сигнал 1

    RS-триггер с инверсными входами
    Действующий сигнал 0

    Пришло время строить таблицу истинности RS-триггера.
    1. Какие входы у RS-триггера — прямые? Действующий сигнал 1
    2. Перебираем комбинации входных сигналов

    R-входS-входQ-выходПримечание
    хранениехранение предыдущее состояния
    11действующий сигнал поступил на S-вход — установка триггера в 1
    1действующий сигнал поступил на R-вход — установка триггера в 0
    11xзапрещенная комбинация, схема перестает работать как триггер

    1. Какие входы у RS-триггера — инверсные? Действующий сигнал 0
    2. Перебираем комбинации входных сигналов

    Таблицы истинности JK-триггера, или деформируем буквы

    JK-триггер имеет два входа: J и K. Прежде чем двигаться дальше, деформируем эти буквы. Это поможет нам навсегда запомнить, что

  • J-вход — это вход установки триггера в 1, а
  • K -вход — это вход установки триггера в 0


    J-вход установки триггера в 1

    K-вход установки триггера в 0

    «Действующий сигнал» на входе. Он может быть 0 или 1. Все зависит от того, какие у JK-триггера входы — прямые или инверсные. У инверсных входов есть маленькие нолики на входе — запоминаем, что действующий сигнал 0. И наоборот: у прямых входов действующий сигнал 1.


    JK-триггер с прямыми входами
    Действующий сигнал 1

    JK-триггер с инверсными входами
    Действующий сигнал 0

    Cтроим таблицу истинности JK-триггера.
    1. Какие входы у JK-триггера — прямые? Действующий сигнал 1
    2. Перебираем комбинации входных сигналов

    J-входK-входQ-выходПримечание
    хранениехранение предыдущее состояния
    1действующий сигнал поступил на K-вход — установка триггера в 0
    11действующий сигнал поступил на J-вход — установка триггера в 1
    11перекл.переключение триггера в противоположное состояние

    1. Какие входы у JK-триггера — инверсные? Действующий сигнал 0
    2. Перебираем комбинации входных сигналов

    J-входK-входQ-выходПримечание
    перекл.переключение триггера в противоположное состояние
    11действующий сигнал поступил на J-вход — установка триггера в 1
    1действующий сигнал поступил на K-вход — установка триггера в 0
    11хранениехранение предыдущее состояния

    Поняв, на примере простых RS-триггера, JK-триггера — как самостоятельно заполнить таблицу истинности, можно переходить к более сложным триггерам.

    Принцип работы

    Логическое устройство будет находиться в устойчивом положении в том случае, если на С=0. В этом случае импульсы, подающиеся на информационный D-вход, никак не влияют на прибор, и выходной импульс определяется записанным ранее значением. Если С=1, то выходной сигнал будет зависеть от того, какой т подан на информационный D-вход. Если D=1, то на выходе будет 1, если D=0, то на выходе будет 0.

    Читайте так же:
    Счетчик кадров для canon 550d

    Таблица истинности будет иметь вид

    Входной сигналВыходной сигналРежим работы
    СDQ
    определяется предыдущим состояниемХранение информации
    1определяется предыдущим состоянием
    1Запись информации
    111

    Внимание! Логический компонент хранит информацию только при подаче нулевого значения на C-вход.

    Д-триггер выполняется двух типов: с управлением по уровню и с управлением по фронту.

    Элементы с управлением по уровню

    Временная диаграмма работы прибора со статическим управлением (по уровню сигнала) изображена на рисунке ниже.

    Временная диаграмма работы d-триггера со статическим управлением

    При статическом управлении переход из одного состояния в другое выполняется по уровню. Сигнал с D-входа будет записываться только при высоком уровне на тактовом C-входе.

    Элементы с управлением по фронту

    Данный тип логического устройства срабатывает при переходе с одного уровня на другой. Срабатывание может выполняться в двух случаях: по переднему и заднему фронту. По переднему, если переход выполняется от 0 к 1, и по заднему, если от 1 к 0.

    Чтобы переключить d-триггер в нужное нам положение, сначала подаётся 0 или 1 на информационный D-вход. Если необходимо на выходе получить единицу, то D=1, если нужно, чтобы был на выходе ноль, то на D=0.

    Затем на С-вход подаётся тактовый импульс. По его изменению элемент переключится в нужное нам состояние. При этом сигнал, который подаётся на D-вход, будет сохранён.

    Такая логика работы делает электронный компонент очень удобным для хранения одного разряда двоичного числа (0 или 1). Причём, это состояние д-триггер будет сохранять до тех пор, пока не поступит следующий бит информации.

    Временная диаграмма работы d-триггера с динамическим управлением

    Для сброса д-триггера нужно, чтобы на входах D=0, а С=1. Однако таким образом не всегда можно управлять состоянием, поэтому в схемах используют компоненты с тремя входами.

    Схематичное изображение d-триггера с тремя входами

    В этом случае добавляется третий R-вход, который отвечает за сброс информации.

    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
    1ХХХ1
    1ХХХ1
    ХХХНе определено
    111→011
    111→011
    111→0Не изменяется
    111→011Меняется на
    противоположное
    111ХХНе изменяется
    11ХХНе 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.

    Триггеры JK и D

    Д триггер – неотъемлемая часть большинства микропроцессоров, так как входит в состав регистров сдвига и хранения. Они находятся в числе наиболее часто используемых схем. Название D триггеры происходит от основной характерной особенности – образования задержки (D – Delay). У него имеется два входа: D (информационный) и C (управляющий). Сигнал из D задает состояние схемы, но только если при этом на C есть разрешение на запись.

    Если вход синхронизации C сообщает 0, это значит, что запоминание запрещено и выходной сигнал устройства никак не должен зависеть от информации, переданной на D. Запись данных начинается только тогда, когда на C подается 1. В этом случае состояние триггера полностью зависит от D, но если на управляющий вход снова подать 0, триггер запомнит последнее значение и перестанет реагировать на сигналы, пока синхронизация не разрешит запись.

    JK триггер

    JK триггер самый универсальный и сложный из всех. Принцип работы подобен RS, однако у него нет неопределенного состояния, которое вызывается одновременной подачей на входы двух единиц. Он имеет следующие входы:

    • S – установочный;
    • R – сбрасывающий;
    • C – синхронизация;
    • J и K.

    Задание 3. Логика работы мс К155ТМ2 и К155ИЕ5.

    Задание 3. Логика работы мс К155ТМ2 и К155ИЕ5.

    ZuykovAV MEPhI » 13 мар 2011, 21:31

    1. Проверка логики работы D-триггера — микросхема К155ТМ2.
    2. Делители на D-триггерах.
    3. Проверка логики работы счётчика — микросхема К155ИЕ5.
    4. Делители частоты на счётчике — микросхема К155ИЕ5.

    Re: Задание 3

    KovalchukDV 1523 » 14 мар 2011, 16:08

    Re: Задание 3

    ZuykovAV MEPhI » 15 мар 2011, 00:41

    Re: Задание 3

    ZuykovAV MEPhI » 15 мар 2011, 00:45

    1. Проверка логики работы D-триггера -микросхема K155ТМ2 .

    — описание схемы,
    — сборка схемы,
    — проверка логики.

    На схеме показан один D-триггер — элемент микросхемы К155ТМ2 (D1 — всего в микросхеме два D-триггера). У элемента есть входы R и S, вход данных D, тактовый вход C и два выхода — прямой Q (5) и инверсный (6). Обратите внимание на кружок у вывода 6 и вспомните обозначение выхода элемента ЛА3 (в нём также обозначается инверсия).

    К входам R, S, D, C триггера подключены кнопки. При нажатии любой из кнопок соответствующий вход будет соединён с землёй (GND), значит, на нём будет логический ноль. Если на кнопку не нажимать, то на входах будет присутствовать уровень логической 1, так как сопротивления R1-R4 (1 кОм) вторыми выводами подключены к линии VCC. На следующем изображении показаны уровни состояний на входах при работе с кнопками (при нажатии — стрелка вниз и отпускании кнопки — стрелка вверх) :

    Для индикации состояний к выходам триггера (прямой — 5 и инверсный — 6) через сопротивления R5, R6 (1кОм) подключены светодиоды VD1, VD2. Светодиоды подключены катодами к линии GND и поэтому будут светиться при логической единице на выходе триггера.

    1) Отключите питание от макетной платы.

    2) Соберите схему. Светодиоды расположите на макетке так, чтобы было понятно, где расположен VD1 (прямой выход микросхемы), а где — VD2 (инверсный). Выводы (8,9,10,11,12,13) второго элемента микросхемы могут висеть в воздухе. На изображении не установлены сопротивления R1-R4.
    3) Проверьте правильность сборки.
    4) Подайте питание.

    После подачи питания один из двух светодиодов должен светиться.

    Логика работы RS входов такая же как и во 2-ом задании (схема RS-триггера на элементах 2И-НЕ мс К155ЛА3).
    При нажатии на R (тут KN1) прямой выход сбрасывается в 0 (светодиод VD1 не светится).
    При нажатии на S (тут KN4) прямой выход устанавливается в 1 (светодиод VD1 светится).

    Проверка логики работы триггера.

    — Установка ( S etting) и Сброс ( R eset). Активным уровнем для входов R и S является 0:
    при S = 0 на выходе выполняется Установка; Q = 1
    при R = 0 на выходе происходит Сброс; Q = 0

    — Запись. Если S=1 и R=1, то в момент положительного перепада на С состояние с D переходит на Q.

    — Проверка логики работы входов RS (строки 1, 2, 3 по таблице).
    — Проверка записи сигнала с входа D (строки 4, 5).
    — Уточнение момента записи на тактовом входе С (для строк 4,5).

    Проверка логики работы входов R и S (асинхронный Сброс и Установка):

    1. Нажмите только на кнопку KN4 (S=0) и на прямом выходе Q (5) установится уровень логической 1 и поэтому светодиод VD1 будет светиться. Светодиод VD2 не будет светиться, так как на инверсном выходе (6) будет низкий уровень.

    2. Нажмите только на кнопку KN1 (R=0) и светодиод VD1 погаснет, значит, на прямом выходе Q (5) происходит сброс в 0. Светодиод VD2 светится, так как на инверсном выходе (6) будет 1.

    Итак,
    при S=0, прямой выход Q = 1, на инверсном — 0 (асинхронная установка в 1),
    при R=0, прямой выход Q = 0, на инверсном — 1 (асинхронный сброс в 0).

    Вход S (Setting-Установка) служит для установки прямого выхода в 1, а вход R (Reset — Сброс) служит для сброса прямого выхода в 0. Они являются асинхронными входами, так как изменяют состояние триггера в любой момент времени, независимо от состояния входов D и C (в таблице показан знак Х). Чтобы происходили Сброс или Установка, на вход R или S должен подаваться низкий уровень.

    При одновременном удержании кнопок KN1 и KN4 оба светодиода засветятся, так как на обоих выходах (прямом и инверсном) устанавливается высокий уровень. Этот режим работы элемента очень редко используется в схемотехнике.

    Проверяем логику работы входа D (загрузка 1 или 0, строка 4 и 5 таблицы):

    Один раз нажмите на кнопку KN1, чтобы светодиод VD1 не светился. Далее кнопки KN1 и KN4 нажимать не надо, чтобы на входах R и S были логические 1.

    4. Кратковременно нажмите на кнопку KN3 (на тактовый вход С поступит импульс, поз. 2-3) и тогда должен засветиться светодиод VD1, так как на прямом выходе Q (5) устанавливается высокий уровень (поз.3). Светодиод VD2 не будет светиться, так как на инверсном выходе (6) низкий уровень.

    5. Нажмите на кнопку KN2 (вход D = 0, поз.4 по диаграмме ниже) и удерживая её, кратковременно нажмите на кнопку KN3 (на тактовый вход С поступил импульс, поз.5-6) и светодиод VD1 должен погаснуть, так как на прямом выходе Q (5) устанавливается низкий уровень (поз.6). Светодиод VD2 засветится, так как на инверсном выходе (6) будет высокий уровень.

    Итак, что происходит при подаче импульса на вход C ?
    при D=1, прямой выход Q = 1 (В), на инверсном — 0 (Н); говорят: загрузка 1, запись 1, перенос 1 с D на Q.
    при D=0, прямой выход Q = 0 (Н), на инверсном — 1 (В); говорят: загрузка 0, запись 0, перенос 0 с D на Q.

    В какой момент времени происходит запись ?

    Сигнал с входа D переходит на выход Q при подаче импульса на вход C. А точнее, при переходе от 0 к 1 ( или говорят, при положительном фронте импульса , поз. 3 и 6). Обратите внимание по схеме на косую черту (снизу вверх) у входа C элемента ТМ2. Чтобы убедиться в этом, повторите действия 4-5, но кнопку KN3 нажимайте не кратковременно, а в начале нажмите и только через короткую задержку отпустите. Обратите внимание, что переключение состояния светодиодов почти всегда будет происходить в момент отпускания кнопки (поз. 3 и 6). Ведь когда кнопка нажата – это низкий уровень, а когда отпускаете – становится высокий уровень, то есть, при отпускании и происходит перепад от низкого уровня к высокому уровню (от 0 к 1).

    Управление входами R и S имеет приоритет по отношению к входу D и С. То есть, сбрасывать выход Q в 0 (0 на R) или устанавливать на Q выходе 1 (0 на S) можно независимо от состояния на входах D и C и поэтому можно понажимать на кнопки KN1 и KN4 при выполнении 4 и 5 пунктов.

    При таком простом (кнопочном) управлении тактовым входом С неизбежен дребезг контакта, поэтому в тексте чуть ранее написано » почти всегда «. Для уменьшения (!) влияния дребезга в схеме можно установить конденсатор C1 (100 пф).

    Резюме

    Рекламные сообщения с триггерами и без них — это не просто две огромные разницы. Это гораздо больше, если посмотреть на конверсию, держа в уме количество трафика и его стоимость. Используя этот чек-лист , вы можете самостоятельно составлять объявления с нужными триггерами или сразу выбирайте готовый шаблон из нашей базы для 10 различных ниш/сегментов бизнеса.

    Настройка и установка виджетов под ключ
    Удваиваем конверсию и продажи

    + 3 месяца HoverSignal в подарок

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector