Logikchips. Teil 7. Auslöser. RS - Trigger

Es werden elektronische Geräte mit zwei stabilen Ausgangszuständen aufgerufen löst aus. Ein Trigger wird durch Eingangsimpulse in einen der stabilen Zustände übersetzt.

Eine ähnliche Formulierung ist in der Regel in der gesamten Fachliteratur angegeben. Für denjenigen, der zum ersten Mal darauf gestoßen ist, ist es möglicherweise nicht ganz klar. Was sind diese beiden Zustände und warum werden sie als stabil bezeichnet?

Dies lässt sich am einfachsten anhand eines einfachen und leicht zugänglichen Beispiels erklären. Ein ziemlich nahes und verständliches Analogon kann eine gewöhnliche Glühbirne mit einem Schalter sein. Hier gibt es zwei Zustände: Ein - Aus. Für einen Trigger sind diese Zustände hoch, niedrig. Es wird auch manchmal gesagt, ein - aus, installiert - zurücksetzen.

Um die Glühbirne anzuzünden oder auszuschalten, berühren Sie einfach den Schalter. Damit die Glühbirne weiter brennt, muss der Schalter nicht mit dem Finger gedrückt werden: Die Glühbirne brennt unbegrenzt.

Mit anderen Worten, sie ist in einem stabilen Zustand. Es kann nur durch Ausschalten mit demselben Schalter aus diesem Zustand gebracht werden. Oder mit anderen Worten, in einen anderen stabilen Zustand wechseln. Dieser Zustand bleibt ebenfalls stabil, dh er bleibt unbegrenzt, bis er eingeschaltet wird.

Als ein weiteres ähnliches Beispiel können wir uns erinnern herkömmlicher Zwei-Knopf-Magnetstarter: drückte den schwarzen Knopf - der Elektromotor schaltete sich ein, drückte den roten - schaltete sich aus. In diesem Fall sollten Sie darauf achten, dass ein erneutes Drücken der Starttaste (falls der Motor bereits eingeschaltet ist) in keinem Fall die Drehzahl erhöht. Auf die gleiche Weise können Sie die Stopp-Taste drücken, wenn der Motor gestoppt ist: Dies ist lediglich eine Bestätigung des Stopp-Status.

In diesen Beispielen ist die gepulste Natur des Eingangssignals deutlich sichtbar (Drücken eines Schalters oder einer Taste). Es gibt auch zwei Ein-Aus-Zustände, von denen jeder stabil ist: Sie werden fortgesetzt, bis das Eingangssignal beeinflusst wird. Am nächsten an den betrachteten Beispielen ist der RS ​​- Trigger.

RS - Trigger

Von allen Arten von Triggern ist RS ein Trigger, sowohl nach dem Wirkprinzip als auch nach der Schaltung, dem einfachsten. Früher, als Trigger an diskreten Teilen (Transistoren, Widerständen, Kondensatoren, Dioden) durchgeführt wurden, sagten sie, dass ein Trigger ein zweistufiger Verstärker ist, der durch positive Rückkopplung abgedeckt ist. Wir werden diese Option nicht in Betracht ziehen.

Der Auslöser von logische Elemente 2I - NICHT Mikrochips K155LA3. Ein Diagramm eines solchen Auslösers ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. RS - Trigger an den Elementen 2I - NOT.

Der Trigger wird durch Kreuzrückkopplung vom Ausgang zum Eingang zwischen zwei Logikelementen erhalten. Ein solcher Trigger hat zwei Ausgänge und zwei unabhängige Eingänge. Einer der Eingänge (der obere gemäß dem Schema) heißt S aus dem englischen SET - Set, der andere Eingang heißt R aus dem englischen RESET - Reset. Oft werden diese Eingänge und dementsprechend Signale einfach ein- und ausgeschaltet.

Neben zwei RS-Eingängen verfügt der Trigger über zwei Ausgänge. Am häufigsten werden die Ausgänge auf den Schaltkreisen mit dem Buchstaben Q angezeigt. Einer der Ausgänge wird als direkt bezeichnet, der andere ist invers. Der Buchstabe Q, der die inverse Ausgabe bezeichnet, ist oben unterstrichen. Die Bezeichnung / Q oder –Q ist ebenfalls zulässig. In unserem Schema ist die direkte Ausgabe die 3. Ausgabe des DD1.1-Elements und die inverse Ausgabe die 6. Ausgabe des DD1.2-Elements.

Als Eingangssignale werden nur Tasten verwendet, durch deren Drücken der Trigger in den entsprechenden Zustand versetzt wird. In realen Schaltungen können Eingangssignale von den Ausgängen der Mikroschaltungen geliefert werden. Um pädagogische Experimente durchzuführen, können die Tasten einfach durch ein Stück Draht ersetzt werden.

Es ist sofort zu beachten, dass alles in dieser Schaltung willkürlich ist: Die Eingangssignale gehören nicht zu den spezifischen Schenkeln der Mikroschaltung, wie in der Abbildung angegeben. In diesem Fall können R und S vertauscht werden, und die Position der direkten und inversen Ausgänge ändert sich. Hier hängt alles nur von der Vorstellungskraft des Entwicklers eines bestimmten Schemas ab.

Zwei LEDs zeigen den Triggerstatus an: Eine von ihnen leuchtet, wenn der Ausgang auf einem hohen Pegel ist. Der andere wird zurückgezahlt. LEDs können nicht installiert werden, der Status der Triggerausgänge kann mit einem herkömmlichen Voltmeter überwacht werden, obwohl dies nicht sehr bequem und klar ist.

Nachdem die Schaltung auf einem Steckbrett montiert wurde, sollten Sie die korrekte Installation überprüfen und dann einschalten. Beim Einschalten leuchtet eine der LEDs auf. Welches, kann man nicht im Voraus sagen, da alles durch instabile Transienten beim Einschalten und die Verteilung der Parameter logischer Elemente bestimmt wird.

Angenommen, die HL1-LED leuchtet auf, was anzeigt, dass der direkte Ausgang des Q-Triggers hoch ist. In diesem Fall heißt es, dass der Trigger installiert ist. Der inverse Ausgang / Q ist entsprechend niedrig (der Signalpegel am inversen Ausgang ist immer entgegengesetzt zum Pegel am direkten Ausgang).

Alle Diskussionen über den Status des Triggers beziehen sich auf den Status der direkten Ausgabe. Wenn der direkte Ausgang hoch ist, wird der Trigger gesetzt (ein, befindet sich in einem einzelnen Zustand), und wenn der direkte Ausgang niedrig ist, wird davon ausgegangen, dass der Trigger zurückgesetzt wird (aus, im Nullzustand). Wie oben erwähnt, ist der Zustand des inversen Ausgangs immer dem direkten entgegengesetzt.

Wenn Sie also die Stromversorgung einschalten, leuchtet die HL1-LED auf, was auf einen hohen Pegel am direkten Ausgang hinweist. Die HL2-LED erlischt - der Trigger befindet sich in einem einzigen Zustand.

Wenn in diesem Zustand des Auslösers die Taste SB1 gedrückt wird, geschieht nichts - die LED HL1 leuchtet weiter und HL2 ist aus. Durch Drücken der Taste SB1 wurde lediglich der einzelne Zustand des Triggers bestätigt.

Der Auslöser kann nur durch Drücken der Taste SB2 aus diesem Zustand entfernt werden: Die LED HL1 erlischt und HL2 leuchtet auf. Wie im vorherigen Fall kann ein wiederholtes Drücken oder Halten der SB2-Taste über einen längeren Zeitraum diesen Zustand nicht ändern. In diesem Zustand bleibt die Schaltung unbegrenzt, nämlich bis die Taste SB1 gedrückt wird oder bis die Stromversorgung ausgeschaltet wird.

Und was passiert, wenn Sie beide Tasten gleichzeitig drücken? Nichts Schreckliches, abgesehen von der Tatsache, dass der Triggerzustand undefiniert ist, da an beiden Ausgängen eine Ebene einer logischen Einheit vorhanden ist. Nach der Logik des Auslösers wird dieser Zustand als verboten angesehen, daher ist er nicht akzeptabel.

Wenn der Logikpegel an beiden Eingängen vorhanden ist, ändert sich der Triggerzustand nicht. Dieser Modus wird als Informationsspeichermodus bezeichnet. Daher wird der RS-Trigger häufig in Speichergeräten verwendet, beispielsweise in verschiedenen Arten von statischen RAM-Chips.

Diese ganze Geschichte ist in der Wahrheitstabelle des RS-Triggers dargestellt (siehe Abbildung 1b). Eine ähnliche Version des RS-Triggers wird als asynchron bezeichnet, da keine zusätzlichen Signale erforderlich sind, die den Betrieb von RS-Eingängen ermöglichen oder verbieten.

Sehr oft wird der RS-Trigger als Unterdrücker des Abpralls mechanischer Kontakte verwendet, wenn die Anzahl der Impulse mit einem elektronischen Zähler gezählt werden muss. Solche Zähler werden auch bei Triggern ausgeführt. In der Regel handelt es sich hierbei um D- oder JK-Trigger, die im nächsten Teil des Artikels erläutert werden.

Boris Aladyshkin

Fortsetzung des Artikels: Logikchips. Teil 8. D - Auslöser