какое количество информации может хранить триггер
Триггеры
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ
Состояние выходов последовательностных устройств определяется не только состоянием входов в данный момент времени, но и предыдущим состоянием выходов. Таким образом, последовательностные устройства обладают «памятью». Рассмотрим наиболее характерные последовательностные устройства.
Триггеры – цифровые устройства с двумя выходами (прямым Q и инверсным 
), состояние которых, однажды установленное, может сохраняться сколь угодно долго. Изменение исходного состояния производится с помощью входных сигналов по правилу работы каждого типа триггера. Таким образом, триггер может хранить заложенный в нем 1 бит информации.
Обобщенную схему триггера можно представить в виде, показанном на рис. 5.1, где БЯ – бистабильная ячейка, которая может находиться в одном из устойчивых состояний: (Q=1, 
=0 или Q=0, =1) и комбинационную схему (KC), преобразующую поступающие сигналы в сигналы управления БЯ. Комбинационная схема содержит информационные входы (X0 ¸ Xn), входы синхронизации 
и входы разрешения 
.
В принципе можно синтезировать большое число триггерных структур с различным законом функционирования. Однако в цифровой электронике нашли применение 4 типа триггеров: RC–триггер, D–триггер, JK–триггер, T–триггер. Информационные входы этих триггеров имеют следующие обозначения: 
(Set – установка) – вход для раздельной установи триггера в состояние “1” (Q=1, =0); R (Reset – сброс) – вход для раздельной установки триггера в состояние “0” (Q=0, =1); D (Delay – задержка) вход для установки триггера в состояние “1” или “0”; J (Jerk – внезапное выключение) – вход для раздельной установки триггера в состояние “1”; K (Kill – внезапное отключение – вход для раздельной установки в состояние “0”; T (Toggle – релаксатор) – счетный вход триггера; V (Valre – клапан, вентиль) – управляющий вход для разрешения приема информации, либо тактовых импульсов; C (Clock – первичный источник синхронизации) – разрешает запись информации в триггер.
Синхронизация может быть статическая – уровнем (высоким, низким) или динамическая – перепадом на C-входе (фронтом, срезом). Условные обозначения способов синхронизации представлены на рис. 5.2, где С – синхроимпульс, 
– промежутки времени, в течение которых триггер воспринимает входную информацию.
По виду выходных сигналов триггеры разделяют на статические и динамические. Статические – триггеры, у которых выходные сигналы в устойчивых состояниях остаются неизменными во времени. В динамических триггерах выходные сигналы представляют последовательность импульсов.
По способу запоминания информации могут быть триггеры с логической и физической организацией памяти. Первые выполняются на логических элементах, во вторых используются нелинейные свойства материалов или нелинейные характеристики компонентов.
Характеристики триггеров определяются прежде всего параметрами логических элементов, на которых выполнен триггер. Специфическими параметрами триггера являются:
— время задержки переключения триггера 
, 
, 
,которое определяется количеством элементов от информационного (тактового) входа до выхода. Минимальная длительность входного сигнала 
;
Рис. 5.2. Способы синхронизации и условные обозначения триггеров:
а– высоким уровнем синхроимпульса; б– фронтом синхроимпульса;
в– срезом синхроимпульса
— разрешающее время триггера 
– наименьший интервал времени между входными сигналами минимальной длительности, вызывающими бесперебойное переключение триггера;
— максимальная частота переключения триггера 
.
Обычно рабочую частоту принимают в 1,5 раза меньше максимальной.
5.1.1. RS –триггер
RS –триггер может быть построен на логических элементах ИЛИ-НЕ, И-НЕ. На рис. 5.3 приведена схема RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ. Как видно из схемы, логические элементы замкнуты в кольцо 
(выход каждого из них подключен ко входу другого). Инверторы, входящие в эти элементы, образуют бистабильную ячейку, а элементы, выполняющие логическую операцию, – комбинационную схему. При смене состояния триггера возникает момент, когда оба инвертора оказываются в усилительном режиме, в схеме возникает положительная обратная связь и процесс переключения протекает под её действием (регенеративный процесс) очень быстро. Для уяснения работы схемы необходимо вспомнить функционирование элемента ИЛИ-НЕ. Исходя из этого может быть составлена таблица переключений RS-триггера (табл. 5.1).
| Таблица 5.1 | ||||
| R | S | Qn | Qn+1 | Вид сигнала |
| хранение | ||||
| уст. 1 | ||||
| уст. 0 | ||||
| X | запрет | |||
| X |
.
Если это уравнение перевести в базис И-НЕ–
–
и построить структурную схему, то получим RS – триггер с инверсными входами (см. рис. 5.4).
На основе этого триггера можно продемонстрировать схему триггера с синхронизацией уровнем синхроимпульса (рис. 5.5).
Рис. 5.4. RS-триггер с инверсными входами:
а– электрическая схема; б– таблица переходов; в– условное обозначение
Рис. 5.5. Схема RS-триггера с синхронизацией высоким уровнем
синхроимпульса ( а); условное обозначение ( б)
При С=0 на выходах входных элементов И-НЕ фиксируются высокие уровни, которые удерживают инверсный RS-триггер в исходном состоянии. Таким образом, блокируется прием входной информации. При С=1 легко убедиться, что схема ведет себя как RS-триггер с прямыми входами.
Организовать режим синхронизации перепадом синхроимпульса можно путем последовательного включения двух триггеров, тактируемых уровнем (см. рис.5.6.), такая структура называется двухступенчатой.
При С1=1 входной триггер воспринимает входную информацию, а выходной блокирован (С2=0). В момент С1=0 (срез синхроимпульса) входной триггер блокируется, а выходной разблокируется (С2=1) и воспримет информацию, которая зафиксировалась во входном триггере в момент его блокировки.
Рис. 5.6. Схема RS-триггера, тактируемого срезом синхроимпульса ( а),
условное обозначение ( б)
 |  |
| Рис. 5.7. Триггер, тактируемый уровнем по V входу DV-триггера | Рис. 5.8. Триггер, тактируемый уровнем по V входу DV-триггера |
5.1.2. D –триггер
D–триггер – это синхронный триггер с одним информационным входом предназначенным для задержки логического сигнала. Часто поэтому D–триггер называют триггером-задержкой. D–триггер повторяет значение сигнала, которое было установлено на входе триггера в предшествующий момент с задержкой максимум на один период (такт) синхроимпульса. Схема синхронизируемого уровнем D–триггера приведена на рис. 5.7. Уравнение, описывающее работу D – триггера,
,
5.1.3. JK –триггер
5.1.4. T –триггер
T–триггер имеет один информационный вход, переключение осуществляется перепадом входного сигнала. Таблицы состояний, графическое изображение, временные диаграммы приведены на рис. 5.10. Уравнение, описывающее работу T–триггера, – 
. Как видно из временных диаграмм T–триггер осуществляет деление частоты следования входных импульсов в два раза 
, что определяет применение в ряде устройств.
Рис. 5.10. Асинхронный Т-триггер:
а– таблица состояний; б– условное обозначение; в– временная диаграмма сигналов
T–триггеры часто строят с использованием DC или JKC-триггеров. Схемы их включения приведены на рис. 5.11,а, б. При таком соединении в качестве информационного (T–входа) используется вход синхронизации. Так как в D–триггере (рис. 5.11,а) выход 
соединен со входом D, то с приходом тактового импульса Qn+1=Qn, а в JK-триггере при J=K=1 будет изменяться состояние выхода на противоположное, и число импульсов на выходе будет в два раза меньше, т. е. такие структуры работают как T–триггеры. На рис. 5.12 показана возможность использования JK–триггера в качестве D–триггера. Таким образом, JK–триггер является универсальным.
В серийных триггерах для расширения их возможностей, кроме информационных и синхронизирующих входов, делаются установочные входы (R, S),они позволяют делать предварительную установку 0 или 1 на выходе 
, причем, как правило, эти входы являются приоритетными. Кроме этого, реально действующий информационный вход в структуре триггера может быть конъюнкцией, дизъюнкцией или какой-либо функцией нескольких логических переменных, действующих на информационных входах, например: J=J1×J2×J3; K=K1×K2×K3 и т. п. Обозначение таких триггеров представлены на рис. 5.13 а, б.
Рис. 5.13 Триггеры с установочными входами:
а– D–триггер; б– универсальный JK-триггер
Тест по дисциплине вычислительная техника. Темы «Логические элементы. Триггер. Регистр.»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Тема «Основные логические элементы. Триггеры. Регистры»
а) Устройство, выполняющее одну из логических операций
б) Устройство, необходимое для выполнения условия истинности или ложности
в) Устройство, необходимое для обработки сигналов и преобразования их в графическую информацию
г) Устройство, перерабатывающее информацию из одного вида в другой
а) Устройство, предназначенное для записи хранения цифровой информации
б) Устройство, для изменения токов в цепи
в) Устройство, необходимое для включения и выключения вычислительной техники
г) Устройство, регулирующее мощность
3)Что такое Регистр?
а) Совокупность триггеров
б) Устройство для визуального контроля
в) Манипулятор для ПК
г) Устройство, позволяющее осуществлять контроль операций
4)Чем оперирует Триггер?
а) Значениями двоичного кода
б) Короткими сигналами, поступающих хаотично
в) Логическими уравнениями
5) Чем оперирует Регистр?
а) Триггерами и значениями в них
6)Назовите виды регистров
а) Последовательные и непоследовательные
б) Параллельные и сдвига
в) Последовательные и регистр сдвига
г) Последовательные, параллельные и последовательно-параллельные
7)Какими способами может осуществляться ввод и вывод информации, рассматриваемой в регистре?
а) Однофазным и многофазным
б) Парафазным и однофазным
в) Парафазным и многофазным
г) Многофазным и не многофазным
8)Какое количество информации может хранить триггер?
г) до одного терабайта
9)Для чего используется регистры?
б) Для преобразования сигналов в слова
в) Для передачи информации
г) Для частичного преобразования токов
в) Не определено и является случайной величиной
г) Зависит от потенциалов токов и применяемой логики
Тема «Основные логические элементы. Триггеры. Регистры»
1)Что такое триггер?
Б) Устройство для запоминания цифровой информации
В Устройство для просмотра информации
Г) Это элемент информации
А) Схема статического триггера
3) Что такое регистр?(Два варианта ответов)
А) Упорядоченная последовательность триггеров
Б) Устройство для регистрации данных
В) Метод обработки информации
Г) Число триггеров соответствует числу разрядов в слове
4)Условное обозначение какого устройства представлено на рисунке?
Б)Условное обозначение параллельного 4-разрядного регистра
В) 4-разрядный триггер
Г) Триггер и регистор
5)Триггер 2 устойчивых состояния
6)Назовите недостающий вид регистров: параллельный, последовательный…
Г) Параллельный с триггером
Что называется логическим элементом?
А) Устройство, выполняющее одну из логических операций
Б) Устройство, необходимое для выполнения условия истинности или ложности
В) Устройство, необходимое для обработки сигналов и преобразования их в графическую информацию
Г) Устройство, перерабатывающее информацию из одного вида в другой
8)Регистр, в котором осуществляется сдвиг числа называется
А) Сдвинутым регистром
Б) Устройством ввода тока
В) Сдвигающим (регистр сдвига)
9) Как называют логический элемент «И»?
10)Использовать результат предыдущей опирации, выполеной комбинации называется
А) Элемент задержки
Г) Операция задержки
Тема «Основные логические элементы. Триггеры. Регистры»
1. Что используют для уплотнения каналов связи?
2. Как называется устройство, реализующее одну из логических операций?
а) Логический элемент
3. Как называют логический элемент «И»?
4. Назовите устройство, которое способно запоминать цифровую информацию?
5. Каким кодом осуществляется выбор входа по его номеру мультиплексор?
6. Вычислительная машина, которая обрабатывает информацию, представленную в аналоговой форме:
а) Аналоговая вычислительная машина (АВМ)
7. Что не относится к основным элементам пневматических АВМ?
в) Пневматические емкости.
8. С помощью чего в вычислительные устройства могут быть реализованы различные логические функции?
9. Элементарные логические элементы:
10. Устоичивое состояние триггера:
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Курс профессиональной переподготовки
Математика и информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Вычислительная техника – самая динамичная и быстро развивающаяся область техники, которая затронула практически все виды человеческой деятельности.
Понятие «вычислительная техника» имеет два значения.
Во-первых, это область техники, объединяющая средства автоматизации математических вычислений обработки информации в различных сферах человеческой деятельности. Во-вторых, это наука о принципах построения, действия и проектирования этих средств.
В курсе дисциплины «Вычислительная техника» студенты рассматривают типовые элементы вычислительной техники.
Тест предназначен для контроля знаний по разделу «Типовые элементы вычислительной техники»
Студент должен знать:
— назначение типовых элементов;
— основные логические элементы
— характеризовать и классифицировать основные логические элементы.
Номер материала: 133975
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Минпросвещения планирует прекратить прием в колледжи по 43 профессиям
Время чтения: 1 минута
Школьников не планируют переводить на удаленку после каникул
Время чтения: 1 минута
В школе в Пермском крае произошла стрельба
Время чтения: 1 минута
Минцифры предложило разработать «созидательные» компьютерные игры
Время чтения: 2 минуты
Средняя зарплата учителей в Москве достигла 122 тыс. рублей
Время чтения: 1 минута
Большинство московских родителей поддерживают экспресс-тестирование на ковид в школах
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Как хранится информация. Статическая память
Элемент памяти, называемый триггером представляет собой довольно интересную конструкцию.
Устройство триггера (RS-триггер)
В одном из вариантов это две функции Стрелка Пирса, соединенные между собой через обратные связи. Это то, что придает привычным вещам весьма необычные свойства. Триггер при воздействии нулей на его входы R и S может находиться в одном из двух стабильных состояний. Это состояние ноль на выходе Q и состояние один на выходе Q. Выход Q определяет состояние триггера. При этом на выходе не Q наблюдается сигнал, противоположный Q.
Стабильные состояния триггера
Действительно, если рассмотреть схему вместе с таблицами истинности, то по всей цепочке распространения сигнала мы не увидим никаких противоречий.
Вентиль стрелка Пирса
Вход R называется Reset или Сброс. Вход S называется Set или Установка. При включении питания состояние триггера может быть установлено случайным образом или в ноль или в единицу. Чуть позже коснемся подробнее этой темы, но случайность состояния триггера может приводить к ошибкам. Например, к так называемому использованию неинициализированной памяти.
Пошагово рассмотрим все режимы работы триггера.
Режим хранения
Начальное его состояние обозначим в таблице как Q прошлое. Как мы помним, состояний может быть два. Назовем любую единицу на входе триггера воздействием на него. Ноль это отсутствие воздействия. Для начала убираем всякое воздействие на триггер и видим, что состояние триггера не меняется.
Режим хранения триггера
Это полезный режим работы. Называется он — режим хранения.
Режим установки
Дальше воздействуем на триггер через вход установки. В этом случае состояние триггера установится в единицу какое бы состояние не было начальным. Этот полезный режим называется установкой.
Режим установки триггера
Режим сброса
Теперь воздействуем на элемент памяти через вход Reset. Как можно заметить, из любого прошлого состояния триггер переходит в нулевое состояние и этот полезный режим работы называется режим сброса.
Режим сброса триггера
Запрещенное состояние
Ради интереса выставим на входы все единицы одновременно. В большинстве учебников это состояние называется запрещенным, хотя ничего запрещенного в нем нет.
Так называемое, запрещенное состояние триггера
Просто в этом режиме нет никакой пользы. Рассмотренный триггер называется RS триггером по названию входных линий. Он является простым элементом памяти и служит основой для чуть более сложного.
D триггер
Немного улучшений в RS триггер придадут ему еще больше полезности. Для начала снабдим его управляющим входом C. Как можно заметить, этот вход через коньюнкцию отрывает ячейку памяти от внешних воздействий. Таким образом, без единицы на входе C триггер будет продолжать хранить информацию что бы ни происходило на входах. Такой триггер назовем синхронным RS триггером. Дальше оставим один вход D. Причем инвертируем его для подачи в то место где был сброс, оставим без изменения для подачи в то место, где была установка.
Модификация RS триггера до D триггера
Вот тут произойдет самое интересное. Теперь мы имеем возможность сохранять состояние сигнала D, это произойдет при подаче единицы на вход C. Действительно, если D было равно единице, то произойдет установка триггера. Если на D ноль, то произойдет сброс. Такой триггер называется D триггером.
Настоящий D триггер, используемый в цифровой схемотехнике работает не просто с высоким уровнем входа C, а в момент смены состояния уровня синхронного входа. В этом случае достигается максимальная синхронность., ведь сам момент смены это высокоскоростной физический процесс, который происходит за миллиардные доли секунды, учитывая все современные достижения науки и техники.
Устройство D триггера
Как можно заметить, D триггер теперь состоит из двух, но управляющий вход C в один из них приходит с инверсией, в другой в неизменном состоянии. Это позволяет при нулевом уровне C записать один бит в зеленую половину, но как только состояние C сменится на единицу, то содержимое зеленой половины запишется в красную. Такую работу называют работой триггера по переднему фронту тактирующего сигнала. Если инвертор перенести в красную часть, то триггер станет работать по заднему фронту тактирующего сигнала.
Параллельный регистр
В завершении нашего обзора стоит упомянуть, что соединять D триггеры можно как параллельно, так и последовательно. Если необходимо хранить не один бит, а двоичные коды из множества бит, то применяют параллельное соединение. Его называют регистром.
У косой черты обычно указывают сколько бит может хранить такая схема.
Сдвиговый регистр
Очень часто необходимо организовать последовательное движение бит один за одним. В этих задачах применяются последовательные соединения D триггеров.
Теперь у такой схемы на входе не двоичное слово, а один бит, но на выходе можно считать несколько хранящихся там бит одновременно. Обычно число таких бит написано около косой черты. Самое яркое применение такой конструкции это простая бегущая строка.
Поддержите статью репостом если понравилось и подпишитесь чтобы ничего не пропускать, а также посетите канал на YouTube c интересными материалами в формате видео.