Ang trigger ay isang elemento ng digital na teknolohiya, isang bistable na device na lumilipat sa isa sa mga estado at maaaring manatili dito nang walang katapusan kahit na ang mga panlabas na signal ay tinanggal. Ito ay binuo mula sa mga lohikal na elemento ng unang antas (AT-HINDI, O-HINDI, atbp.) at kabilang sa mga lohikal na aparato ng pangalawang antas.
Sa pagsasagawa, ang mga flip-flop ay ginawa sa anyo ng mga microcircuits sa isang hiwalay na pakete o kasama bilang mga elemento sa malalaking integrated circuits (LSI) o programmable logic arrays (PLM).
Nilalaman
Pag-uuri at mga uri ng pag-synchronize ng trigger
Ang mga trigger ay nahahati sa dalawang malawak na klase:
- asynchronous;
- kasabay (clocked).
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay para sa unang kategorya ng mga aparato, ang antas ng signal ng output ay nagbabago nang sabay-sabay sa pagbabago sa signal sa input (mga input).Para sa mga kasabay na pag-trigger, ang pagbabago ng estado ay nangyayari lamang kung mayroong signal ng pag-synchronize (orasan, strobe) sa input na ibinigay para dito. Para dito, ang isang espesyal na output ay ibinigay, na tinutukoy ng titik C (orasan). Ayon sa uri ng gating, ang mga magkakasabay na elemento ay nahahati sa dalawang klase:
- dynamic;
- static.
Para sa unang uri, nagbabago ang antas ng output depende sa pagsasaayos ng mga signal ng input sa oras ng paglitaw ng harap (nangungunang gilid) o ang pagbagsak ng pulso ng orasan (depende sa partikular na uri ng trigger). Sa pagitan ng hitsura ng pag-synchronize ng mga front (slope), anumang signal ay maaaring ilapat sa mga input, ang estado ng trigger ay hindi magbabago. Sa pangalawang opsyon, ang tanda ng clocking ay hindi isang pagbabago sa antas, ngunit ang pagkakaroon ng isa o zero sa Clock input. Mayroon ding mga kumplikadong trigger device na inuri ayon sa:
- ang bilang ng mga matatag na estado (3 o higit pa, sa kaibahan sa 2 para sa mga pangunahing elemento);
- ang bilang ng mga antas (higit din sa 3);
- iba pang mga katangian.
Ang mga kumplikadong elemento ay limitado ang paggamit sa mga partikular na device.
Mga uri ng trigger at kung paano gumagana ang mga ito
Mayroong ilang mga pangunahing uri ng mga nag-trigger. Bago maunawaan ang mga pagkakaiba, ang isang karaniwang pag-aari ay dapat tandaan: kapag ang kapangyarihan ay inilapat, ang output ng anumang aparato ay nakatakda sa isang arbitrary na estado. Kung ito ay kritikal sa pangkalahatang operasyon ng circuit, dapat na ibigay ang mga presetting circuit. Sa pinakasimpleng kaso, ito ay isang RC circuit na bumubuo ng signal para sa pagtatakda ng paunang estado.
RS flip-flops
Ang pinakakaraniwang uri ng asynchronous bistable device ay ang RS flip-flop. Ito ay tumutukoy sa mga flip-flop na may hiwalay na setting ng estado 0 at 1.Mayroong dalawang input para dito:
- S - set (pag-install);
- R - i-reset (i-reset).
Mayroong direktang output Q, maaari ding magkaroon ng baligtad na output Q1. Ang antas ng lohika dito ay palaging kabaligtaran ng antas sa Q - ito ay kapaki-pakinabang kapag nagdidisenyo ng mga circuit.
Kapag ang isang positibong antas ay inilapat sa input S, ang output Q ay itatakda sa isang lohikal na yunit (kung mayroong isang baligtad na output, ito ay pupunta sa antas 0). Pagkatapos nito, sa input ng setup, maaaring magbago ang signal ayon sa gusto mo - hindi ito makakaapekto sa antas ng output. Hanggang sa lumitaw ang isang 1 sa input R. Itatakda nito ang flip-flop sa estado na 0 (1 sa baligtad na output). Ang pagpapalit ngayon ng signal sa reset input ay hindi makakaapekto sa karagdagang estado ng elemento.
Mahalaga! Ang opsyon kapag mayroong isang lohikal na yunit sa parehong mga input ay ipinagbabawal. Itatakda ang trigger sa isang arbitrary na estado. Kapag nagdidisenyo ng mga scheme, dapat na iwasan ang sitwasyong ito.
Ang isang RS flip-flop ay maaaring itayo batay sa malawakang ginagamit na dalawang-input na elemento ng NAND. Ang pamamaraang ito ay ipinatupad kapwa sa maginoo na microcircuits at sa loob ng mga programmable matrice.
Ang isa o parehong mga input ay maaaring baligtad. Nangangahulugan ito na sa mga pin na ito, ang trigger ay kinokontrol ng hitsura ng hindi isang mataas, ngunit isang mababang antas.
Kung bumuo ka ng RS flip-flop sa dalawang-input AND-NOT na mga elemento, ang parehong mga input ay magiging kabaligtaran - kinokontrol ng supply ng isang lohikal na zero.
Mayroong isang gated na bersyon ng RS flip-flop. Mayroon itong karagdagang input C. Nagaganap ang paglipat kapag natugunan ang dalawang kundisyon:
- ang pagkakaroon ng mataas na antas sa Itakda o I-reset ang input;
- ang pagkakaroon ng signal ng orasan.
Ang ganitong elemento ay ginagamit sa mga kaso kung saan ang paglipat ay dapat na maantala, halimbawa, sa oras ng pagtatapos ng mga lumilipas.
D flip-flops
Ang D-trigger ("transparent trigger", "latch", latch) ay kabilang sa kategorya ng mga kasabay na device, na na-clock ng input C. Mayroon ding data input D (Data). Sa mga tuntunin ng pag-andar, ang device ay kabilang sa mga trigger na may pagtanggap ng impormasyon sa pamamagitan ng isang input.
Hangga't mayroong lohikal na isa sa input ng orasan, inuulit ng signal sa output Q ang signal sa input ng data (transparency mode). Sa sandaling mapunta ang antas ng strobe sa estado 0, ang antas sa output Q ay mananatiling pareho sa oras ng gilid (mga trangka). Kaya maaari mong ayusin ang antas ng input sa input anumang oras. Mayroon ding mga D-flip-flop na may clocking sa harap. Kinabit nila ang signal sa positibong gilid ng strobe.
Sa pagsasagawa, ang dalawang uri ng mga bistable na aparato ay maaaring pagsamahin sa isang microcircuit. Halimbawa, D at RS flip-flop. Sa kasong ito, ang Set/Reset input ay may priyoridad. Kung mayroong isang lohikal na zero sa kanila, kung gayon ang elemento ay kumikilos tulad ng isang normal na D-flip-flop. Kapag naganap ang isang mataas na antas ng hindi bababa sa isang input, itatakda ang output sa 0 o 1, anuman ang mga signal sa mga input C at D.
Ang transparency ng isang D flip-flop ay hindi palaging isang kapaki-pakinabang na tampok. Upang maiwasan ito, ginagamit ang mga dobleng elemento (flip-flop, "clapping" trigger), ang mga ito ay tinutukoy ng mga titik na TT. Ang unang trigger ay isang regular na latch na nagpapasa ng input signal sa output. Ang pangalawang trigger ay nagsisilbing elemento ng memorya. Ang parehong mga aparato ay naka-clock sa isang strobe.
T-flip-flops
Ang T-trigger ay nabibilang sa klase ng mga mabibilang na elementong bistable. Ang lohika ng trabaho nito ay simple - binabago nito ang estado nito sa tuwing darating ang susunod na lohikal na yunit sa input nito.Kung ang isang pulse signal ay inilapat sa input, ang dalas ng output ay magiging dalawang beses na mas mataas kaysa sa input. Sa baligtad na output, ang signal ay mawawala sa phase sa direktang isa.
Ito ay kung paano gumagana ang isang asynchronous na T-flip-flop. Mayroon ding kasabay na opsyon. Kapag ang isang pulse signal ay inilapat sa input ng orasan at sa pagkakaroon ng isang lohikal na yunit sa output T, ang elemento ay kumikilos sa parehong paraan tulad ng isang asynchronous - hinahati nito ang dalas ng input sa kalahati. Kung ang T pin ay logic zero, kung gayon ang Q output ay nakatakdang mababa, anuman ang pagkakaroon ng mga strobe.
Naka-flip-flops si JK
Ang elementong bistable na ito ay kabilang sa kategorya ng mga unibersal. Maaari itong kontrolin nang hiwalay sa pamamagitan ng mga input. Ang lohika ng JK flip-flop ay katulad ng gawain ng elemento ng RS. Ang J (Job) input ay ginagamit upang itakda ang output sa isa. Ang isang mataas na antas sa K (Keep) pin ay nagre-reset sa output sa zero. Ang pangunahing pagkakaiba mula sa RS-trigger ay ang sabay-sabay na hitsura ng mga nasa dalawang control input ay hindi ipinagbabawal. Sa kasong ito, ang output ng elemento ay nagbabago sa estado nito sa kabaligtaran.
Kung ang mga output ng Job at Keep ay konektado, ang JK-flip-flop ay magiging isang asynchronous na pagbibilang ng T-flip-flop. Kapag ang isang square wave ay inilapat sa pinagsamang input, ang output ay magiging kalahati ng frequency. Tulad ng elementong RS, mayroong clocked na bersyon ng JK flip-flop. Sa pagsasagawa, ito ay pangunahing mga gated na elemento ng ganitong uri na ginagamit.
Praktikal na paggamit
Ang pag-aari ng mga nag-trigger upang mapanatili ang naitala na impormasyon kahit na ang mga panlabas na signal ay tinanggal ay nagpapahintulot sa kanila na magamit bilang mga cell ng memorya na may kapasidad na 1 bit.Mula sa mga solong elemento, maaari kang bumuo ng isang matrix para sa pag-iimbak ng mga binary state - ayon sa prinsipyong ito, ang mga static random access memory (SRAM) ay binuo. Ang isang tampok ng naturang memorya ay isang simpleng circuitry na hindi nangangailangan ng karagdagang mga controllers. Samakatuwid, ang mga naturang SRAM ay ginagamit sa mga controller at PLA. Ngunit ang mababang density ng pag-record ay pumipigil sa paggamit ng mga naturang matrice sa mga PC at iba pang makapangyarihang mga sistema ng computing.
Ang paggamit ng mga flip-flop bilang mga frequency divider ay binanggit sa itaas. Maaaring ikonekta ang mga elemento ng bistable sa mga chain at makakuha ng iba't ibang mga ratio ng paghahati. Ang parehong string ay maaaring gamitin bilang isang pulse counter. Upang gawin ito, kinakailangang basahin ang estado ng mga output mula sa mga intermediate na elemento sa bawat sandali ng oras - ang isang binary code ay makukuha na naaayon sa bilang ng mga pulso na dumating sa input ng unang elemento.
Depende sa uri ng mga trigger na inilapat, ang mga counter ay maaaring magkasabay o asynchronous. Ang mga serial-to-parallel converter ay binuo sa parehong prinsipyo, ngunit ang mga gated na elemento lamang ang ginagamit dito. Gayundin, ang mga digital na linya ng pagkaantala at iba pang mga elemento ng binary na teknolohiya ay binuo sa mga trigger.
Ginagamit ang mga RS flip-flop bilang mga level clamp (mga bounce suppressor). Kung ang mga mekanikal na switch (mga button, switch) ay ginagamit bilang mga pinagmumulan ng antas ng lohika, pagkatapos kapag pinindot, ang bounce effect ay bubuo ng maraming signal sa halip na isa. Matagumpay na nilalabanan ito ng RS flip-flop.
Malawak ang saklaw ng mga bistable device. Ang hanay ng mga gawain na nalutas sa kanilang tulong ay higit sa lahat ay nakasalalay sa imahinasyon ng taga-disenyo, lalo na sa larangan ng mga di-karaniwang solusyon.
Mga katulad na artikulo:
