Разработка стенда для исследований схема RS- триггера

Для представления и обработки информации в цифровых системах возникает потребность в устройстве, которое может хранить логическое состояние (0 или 1) неопределенно долго. Такие устройства образуют элементарную разновидность памяти, а поскольку их выход может находиться в одном из двух устойчивых состояний, их называют бистабильными схемами или триггерами.

Наличие памяти в схеме позволяет запоминать промежуточные состояния обработки и учитывать их значения в дальнейших преобразованиях. Выходные сигналы Y = (y1, y2, ., уm) в схемах данного типа формируются не только по совокупности входных сигналов Х = (х1, х2, ., хn), но и по совокупности состояний схем памяти Q = (q1, q2, ., qk). При этом различают текущий дискретный момент времени t и последующий (t+1) момент времени (рис.1).

Рис. 1. Обобщенная структура схемы с памятью

Передача значения Q между моментами времени t и (t+1) осуществляется обычно с применением двухступенчатой памяти и синхронизирующих импульсов.

В качестве простейшего запоминающего элемента в современных ЭВМ используют триггеры. В связи с успешным применением микроэлектроники в схемах основных устройств ЭВМ (процессоров и оперативной памяти) исчезли в качестве запоминающихся элементов схемы, использующие остаточную намагниченность - ферритовые сердечники.

Триггеры - элементарные автоматы, предназначенные для записи и хранения 1 бита информации. Они состоят из элемента памяти (фиксатора) и схемы управления. Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом "накрест", так что выход одного соединен с входом другого. Такое соединение дает цепь с двумя устойчивыми состояниями (рис. 2.). Действительно, если на выходе инвертора 1 имеется логический ноль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует. То же согласование сигналов имеет место и для второго состояния, когда инвертор 1 находится в единице, а инвертор 2 - в нуле. Любое из двух состояний может существовать неограниченно долго.

а б

Рис.2. Схемы элементов памяти (фиксаторов) со входами управления: а) на элементах ИЛИ-НЕ; ) на элементах И-НЕ

Чтобы управлять фиксатором, нужно иметь, как минимум, в логических элементах дополнительные входы. Обычно схемы управления триггером сложнее. На входы управления поступают внешние установочные сигналы для записи в триггер логического 0 или 1. Установочные сигналы показаны на рис. 2 штриховыми линиями. Буквой R латинского алфавита (от Reset) обозначен сигнал установки триггера в ноль (сброса), а буквой S (от Set) - сигнал установки в состояние логической единицы (установки). Состояние триггера считывается по значению прямого выхода, обозначаемого как Q. Обычно триггер имеет и второй выход с инверсным сигналом . Для фиксатора на элементах ИЛИ-НЕ установочным сигналом является единичный, поскольку только он приводит логический элемент в нулевое состояние независимо от сигналов на других входах элемента. Для фиксатора на элементах И-НЕ установочным сигналом является нулевой, как обладающий тем же свойством однозначно задавать состояние элемента независимо от состояний других входов.

Другие стьтьи в тему

Расчет супергетеродинного приемника в диапазоне средних волн
Изобретение радиосвязи великим русским ученым А.С. Поповым в 1895 г. одно из величайших открытий науки и техники. В 1864 г. английский физик Максвелл теоретически доказал существование электромагнитных волн, предсказанное еще Фарадеем, а в 1888 г. немецкий ученый Герц эксперимент ...

Разработка систем автоматического регулирования
Основы теории управления - одна из дисциплин, образующих науку об управлении. Эта наука в последние годы распространила свое влияние не только на системы управления технического характера (станки, роботы, самонаводящиеся ракеты, беспилотные самолеты, космические аппа ...