Синхронный R-S триггер

При работе асинхронного R-S триггера из-за задержки переключения логических элементов возможны режимы "состязаний", в результате которых выходной сигнал на некоторое время принимает ложные значения, что может нарушить функционирование устройства. Устранить ошибки такого типа позволяет способ временного стробирования. Вырабатываемый устройством сигнал в этом случае передается на последующие устройства не непрерывно, а только в такой отрезок времени, когда искажение правильных значений выходного сигнала за счет "состязаний" заведомо исключено. Временное стробирование обеспечивается тактовыми импульсами, поэтому синхронный R-S триггер имеет дополнительный выход С, на который подается синхронизирующий сигнал.

Схема триггера, таблица состояний и условное обозначение приведены на рисунке 5.16.

C	R	S	R’	S’	Q
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					*	*

Rn	Sn	Qn+1
		Qn
		*

а б

C

в г

t₁-(R=0, S1=1); Q=0→Q=1

t₂-(R=1, S=0); Q=1→Q=0

t₃-(R=0, S=0); перехода нет

t₄-(R=0, S=1); Q=0→Q=1

t₅-(R=0, S=1); перехода нет

д

а – схема; б – таблица состояний; в – упрощенная таблица состояний;
г – условное обозначение; д – диаграммы работы

Рисунок 5.16 – Синхронный R-S триггер на элементах "2И-НЕ"

На каждом входе асинхронного R-S триггера добавлено по элементу "2И-НЕ"; одни из входов этих элементов объединены, и на них подается сигнал "С", другие входы являются информационными, но поданные на них сигналы поступают к базовой ячейке триггера лишь при наличии "1" на входе "С". Вследствие двойной инверсии на элементах"2И-НЕ" логика работы этого триггера подобна работе триггера на элементах "2ИЛИ-НЕ".

Изменение состояния триггера происходит с приходом тактового (синхронизирующего) импульса (вход С). В таблице истинности приняты следующие обозначения:

Rn, Sn – состояния входов при приходе n-ного тактового импульса; Qn – состояние прямого выхода до прихода n-ного тактового импульса; Qn+1 – состояние выхода сразу после окончания n-го тактового импульса, которое действует до прихода n+1 импульса. Предполагается, что тактовые импульсы короткие и за время действия одного импульса состояние входов не изменяется. На рисунке 5.16д приведены временные диаграммы работы триггера, иллюстрирующие возможные переходы.

На рисунке 5.17 приведены схема, таблица состояний и диаграммы работы синхронного триггера на элементах "2ИЛИ-НЕ".

C	R	S	R’	S’	Q
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					1(0)	0(1)
					*	*

а б

В

а – схема; б – таблица состояний; в – диаграммы работы

Рисунок 5.17 – Синхронный R-S триггер на элементах "2ИЛИ-НЕ"

Необходимо отметить, что синхронный R-S триггер на элементах "2И-НЕ" переключается при переходе сигнала на входе С с "0" на "1", т. е. передним фронтом импульса. В триггере, выполненном на элементах "2ИЛИ-НЕ", переключение осуществляется задним фронтом, т.е. на переходе сигнала на входе "С" с "1" на "0". Этот факт отражается в условном обозначении триггеров: если переключение осуществляется передним фронтом, то на входе "С" ставится знак / или ¾>, а если задним фронтом, то знак \ или ¾<.