Радиоконструктор ra107. ёмкостное реле с триггером

Что такое RS триггер

RS триггер можно рассматривать как однобитную память, поскольку он сохраняет входной импульс даже после его прохождения. Триггеры разных типов могут быть изготовлены из логических вентилей. Наиболее используемыми являются И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Самые применяемые – И-НЕ. Это связано с их универсальностью, то есть можно имитировать любую из других стандартных логических функций.

Схема триггера РС (Set-Reset) – одно из простейших последовательных соединений, состоящее из двух перекрестно включенных вентилей. Выход каждого из них подключен ко входу другого, что дает форму положительной обратной связи.

Триггер РС имеет два активных входа (S и R) и два выхода (Q и Q̃ (not-Q)). Для синхронных схем добавляется вход С с тактовым сигналом.

У RS триггера принцип работы можно описать так:

1. Состояние установки. Пусть вход одного вентиля R находится на логическом уровне 0, а вход другого S – на уровне 1. На выходе первого элемента Q̃ получается 1 (логический принцип И-НЕ). Этот выход одновременно подается на вход первого вентиля. В результате оба его входа соответствуют 1, а на выходе Q – 0. Если вход R меняется на 1, а S остается на прежнем уровне 1, то первый вентиль получает по обратной связи еще 0 на вход, и выход Q̃ будет неизменным – 1. Триггерная цепь заперта или установлена с Q, равным 0, и Q̃, равным 1, вне зависимости от подаваемого сигнала;
2. Состояние сброса. Является альтернативным неизменным состоянием. Изначальные его условия: логический уровень сигнала на входе первого вентиля R – 1, а второго S – 0. Выход Q̃ имеет значение 0, Q соответствует 1. Так как у второго вентиля один из входов имеет логику 0, то на выходе Q – 1 (по логическому принципу И-НЕ). Здесь опять работает обратная связь, и первый вентиль получает на вход 1. Две единицы на входе обеспечивают 0 на выходе Q̃. При изменении заданной логики входа S на 1 и сохранении того же сигнала 1 на входе R на выходе Q̃ остается 0, а на Q – 1. То есть фиксируется новое состояние, не зависящее от смен входного значения.

Важно! На вход S (set) должен быть подан сигнал, который переводит схему в состояние, когда Q равно единице. Сигнал на входе R (reset) производит сброс схемы в нулевое состояние

• 1 RS — триггер
  • 1.1 Классическая реализация RS-триггера
  • 1.2 Временные диаграммы RS-триггера
  • 1.3 Другая реализация RS-триггера
• 2 Синхронный RS-триггер
• 3 Синхронный JK-триггер
  • 3.1 Схема JK-триггера
  • 3.2 Конкретная реализация синхронного JK-триггера
• 4 D-триггер
• 5 Т-триггер
• 6 Двухступенчатые триггеры
  • 6.1 Двухступенчатый синхронный RS-триггер
  • 6.2 Двухступенчатый D-триггер
  • 6.3 Двухступенчатый JK-триггер
• 7 Универсальные триггеры
• 8 Ступенчатый D-триггер

Первым будет рассмотрен RS-триггер. Его условное обозначение приведено на рисунке 1.

S (SET) — вход установки значения 1. R (RESET) — вход сброса (установки значения 0). Входы прямые — активны при подачи логической единицы, неактивны при подаче логического нуля.

Логика работы RS-триггера:

• S=0 R=0 — режим хранения информации (выходы не меняются, Q(t+1)=Q(t) )
• S=1 R=1 — режим записи единицы ( Q(t+1)=1 )
• S=0 R=1 — режим записи нуля ( Q(t+1)=0 )
• S=1 R=1 — запрещенная комбинация (оба входа активны). Значение Q зависит от реализации триггера (не определено в общем случае). Значение перехода из запрещенного состояния Q(t) в Q(t+1) тоже зависит от реализации.

RS — триггер с инверсными входами (рис. 2) работает аналогично, только входы становятся активны при подаче логического нуля, а неактивны при подаче единицы.

Классическая реализация RS-триггера

Классической является реализация RS-триггера на элементах «ИЛИ-НЕ» (рис 3.):

Временные диаграммы RS-триггера

Будем считать, что в триггере записано значение «0», попробуем записать «1» (рис. 4).

Если объединить входы R и S триггера, то выход будет определяться тем, какой из элементов сработает раньше («генератор случайных чисел»). Схема и временные диаграммы такого подключения приведены на рисунке 5.

Принцип работы RS триггера

Система, представленная выше, при помощи электромагнитных реле иллюстрирует работу триггера на элементах ИЛИ-НЕ. Однако в современных схемах электромеханические приборы давным-давно не используются, сейчас они собираются из электронных логических элементов на транзисторах, заключенных внутри интегральных микросхем. К тому же для их реализации можно использовать различные базисы. Пример схемы RS триггера на элементах И-НЕ, охваченных положительной обратной связью.

Допустим, что на оба входа R и S подаются единицы. Если верхний элемент И-НЕ выдаст на прямой выход Q логический 0, благодаря положительной обратной связи он поступит на свободный вход нижнего элемента, вследствие чего тот выдаст на инверсном выходе единицу (1). В свою очередь, эта 1 по обратной связи поступает на вход верхнего элемента, тем самым подтверждая 0 на выходе Q. Если же на прямом выходе изначально находится 1, то инверсный, соответственно, выдаст 0, который подтвердит 1 на выходе Q.

D триггер

D триггер является самым используемым, а по управлению он занимает промежуточное положение между RS триггером и JK триггером. Представителем D триггеров является микросхема К555ТМ2.

В составе данной микросхемы содержится два D триггера, которые имеют два входа сброса и установки R и C, информационный вход D (англ. Dalay – задержка) триггера и один тактируемый вход С триггера, а также два выхода: прямой Q и инверсный –Q. Как и все триггеры, у которых имеется тактируемый вход С, принцип работы D триггера основан на переключении уровней напряжений на выходе триггера только стробированием по входу С. Таким образом можно составить таблицу истинности D триггера.

D триггер является наиболее универсальным потому, что данным триггером можно заменить все остальные RS триггеры и JK триггеры. Для замены RS триггера необходимо просто не использовать входы D и C входы D триггера, а относительно JK триггера, то для большинства схем одной пары входов вполне достаточно. Ниже приведены схемы замены триггеров

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Триггер что это такое

Общие принципы запоминающих элементов представлены выше. Триггером называется устройство, способное поддерживать 2 или больше устойчивых состояния, которые меняются под воздействием входных сигналов. Фактически речь о способе хранения минимального количества информации – 1 бит.

Осциллограф — понятие и конструкция прибора

Любой триггерный автомат состоит из двух основных блоков. Первый – предназначен для сравнения или другого вида обработки входных сигналов. Второй – обеспечивает хранение данных и отображение состояния соответствующими выходными сигналами:

• «1» – высокий уровень, прямой, Q;
• «0» – низкое напряжение, обратный (инверторный), /Q.

Как правило, между функциональными блоками организована обратная связь. Входные сигналы также делят на группы:

• информационные – R, T, S;
• управляющие – V, C.

К сведению. Рабочие циклы описывают в табличной форме, которая наглядно показывает состояние памяти при разных комбинациях входных сигналов.

Принцип работы RS-триггера

Триггер – это электронное устройство, которое предназначается для записи и хранения информации. Обычно он имеет два выхода: прямой и инверсный; и некоторое количество входов, в зависимости от выполняемой задачи. Под действием входных сигналов, изменяется состояние выходов. Напряжение на выходах изменяется резко – скачкообразно. Для изготовления триггеров обычно используютсябиполярные,униполярные транзисторы (полупроводниковые приборы).

Информация может записываться в триггеры свободно (непрерывно), то есть при подаче сигналов на вход, состояние выхода меняется в реальном времени. Такие триггеры называются асинхронными. А может информация записываться, только когда активен синхронизирующий сигнал. При отсутствии положительного уровня напряжении на нем, информация на выходах измениться не может – синхронные (тактируемые) триггеры.

RS-триггер именуется так из-за названия его входов:

Он оснащен двумя входами, как говорилось, и двумя выходами:

АсинхронныйRS-триггерможно реализовать на логических элементах двумя схемами:

*Синий провод – «0», красный – «1»

Рисунок 1 – Схема асинхронногоRS-триггера на логических «2ИЛИ-НЕ» элементах

Первая схема реализована на двух логических ИЛИ-НЕ, по рисунку 1 рассмотрим принцип работы приведенногоRS-триггера. В нулевой момент времени, когда ни на один вход (R и S) не подана логическая единица, прямой выходQ=0, соответственно, инверсный=1. Если на входSподать напряжение, уровень которого будет соответствовать единице, то выходQскачкообразно изменит свое значение на 1, ана 0. Это произойдет запись информации. Если убрать единицу с “Set”, тогда выходы не изменят свое состояние, останутся такими, какими были – проявление свойства памяти. При подаче положительного сигнала на вход сброса, то естьR=1, инверсный выход резко станет равен 1, а прямойQ– 0. В работеRS-триггера есть недостаток: существует запрещенная комбинация. Нельзя одновременно подавать единичные сигналы на оба входа, нормальная работа триггера в этом случае невозможна.

Рисунок 2 – Схема асинхронногоRS-триггера на логических «2И-НЕ» элементах

Вторая схема собрана с помощью двух логических элементов И-НЕ. Разница между ними заключается в том, что управление в прошлой схеме осуществлялось положительным сигналом (единицей), а в текущей активный уровень – ноль. Работают обе схемы идентично, поэтому описание принципа действия здесь не требуется.

Работу выше описанных устройств иллюстрирует временная диаграмма:

Рисунок 3 – Временная диаграмма RS-триггера

По вышеприведенному описанию работы триггера составим таблицу истинности («*» – невозможное состояние):

На схемах RS-триггер показывается как отдельное устройство, а не совокупность логических элементов, и имеет свое условное обозначение:

Рисунок 4 – Графическое обозначение асинхронногоRS-триггера

СинхронныйRS-триггер запоминает значения поданные на SилиRвход, только при наличии единицы на С (Clock) сигнале – синхронизирующий или тактовый. Он позволяет избежать переходных процессов в схемах, а если быть точнее, переходных состязаний, когда один сигнал на вход может поступить раньше другого, и схема будет работать неправильно. Именно для этого предусмотрен синхронизирующий сигнал, который позволяет «включать» триггер в нужный нам момент времени.

Принцип действия синхронного RS-триггера легко понять по размещенному выше рисунку. Пока на вход С не подана единица, из-за наличия логических блоков ИЛИ, записываться сигналы с S или R входов не будут. При наличии 1 на входе С, работа синхронного триггера от асинхронного ничем не отличается. Составим таблицу истинности, где «крестиком» показывается невозможность записи сигнала, а «*» – запрещенная комбинация:

Графическое представление синхронногоRS-триггера:

Недостаточно прав для комментирования

↑ Переключатель на триггере. Развитие схемы

На рисунке 2 представлен простейший переключатель на триггере:

После подачи питания, на прямом выходе триггера U3A установиться ноль, а по нажатию на кнопку будет происходить переключение. Будем считать, что реле подключено к прямому выходу триггера U3A. Расширим функционал переключателя, добавив кнопку «Авария».

При нажатии аварийной кнопки прямой выход триггера установится в ноль и переключения будут невозможны до тех пор, пока нажата кнопка «ALARM1», так как удерживается вход RESET.

Задействуем второй триггер в корпусе чипа, он будет включать аварийную сигнализацию:

После подачи питания загорится красный светодиод, а по нажатию на «KEY1» произойдёт переключение. Нажатие на кнопку «ALARM1» установит прямой выход второго триггера в единицу, тем самым выключив первый триггер и запретив его переключения. Установки входов J=0 и K=1 второго триггера разрешают только переключение в 0 на прямом выходе. Таким образом, по нажатию на кнопку «KEY1» произойдёт снятие «Аварии», а переключение первого триггера возобновятся с повторного нажатия.

Собрав всё на макетной плате, столкнулся с одной проблемой, которая не возможна в симуляторе: дребезг контактов кнопки переключения. Долго не мог его побороть, пробовал ставить конденсаторы – не помогло. Триггер переключался хаотически. Применил радикальное решение: собрал одновибратор на таймере NE555 и дребезг как рукой сняло. Срабатывания стали абсолютно чёткими.

Статус аварии есть, а ни чем примечательным не выделяется — подумал я, и добавил «мигалку» красным светодиодом. Для этого сделал мультивибратор на двух элементах 2И-НЕ микросхемы К561ЛА7 (CD4011), а на оставшихся двух собрал простую логику, запускающую «мигалку» при аварии. При номиналах, указанных на схеме, СИД будет мигать с частотой около 2 Гц.

Классификация

RS триггер

Изделия этой категории разделены на две основные группы по принципу сигналов управления. В первой – формируется заданная последовательность выходных сигналов, если установлено состояние «1». После переходе в «0» генерация прекращается. Вторая – способна переключать выходное напряжение соответствующим образом. Как правило, «1» примерно соответствует уровню источника питания.

Также триггеры различают по следующим параметрам:

• синхронность рабочих циклов;
• статические (динамические) способы управления;
• сложность логических схем;
• одно,- или двухступенчатые.

Триггеры на логических элементах и на операционном усилителе

Для реализации статических триггеров хорошо подходит схема усилителя с двумя каскадами. Связь между ними организуют прямую либо с ограничительными резисторами в соответствующих цепях.

Триггер на логических элементах

Триггер (Trigger) Шмитта

Изделия этой категории могут быть созданы с применением разной элементной базы. В данном разделе рассмотрен триггер Шмитта на транзисторах. Он управляется изменением аналогового сигнала. В зависимости от уровня напряжения, выполняется переключение состояния памяти в соответствующее положение «0» или «1».

Триггер Шмидта на транзисторах с подключенной нагрузкой

Моделирование RS-триггера

При реализации алгоритмов релейной защиты достаточно часто используются триггеры. Триггер – это нелинейный элемент, выходной сигнал которого может находиться в одном из двух устойчивых состояний в зависимости от входных сигналов. У наиболее часто используемого RS-триггера 2 входа: S — set (для установки выходного значения) и R — reset (для сброса выходного значения).

Пройдите наш онлайн-курс по MATLAB/SIMULINK. Там вы научитесь пользоваться MATLAB как мощным калькулятором, создавать свои модели в SIMULINK, моделировать электрические цепи, а также сложные электроэнергетические системы с устройствами релейной защиты.

RS-триггер сохраняет своё предыдущее состояние при подаче нулевого сигнала на оба входа триггера, а меняет его при подаче единичного сигнала на один из входов. При этом при подаче на вход S единичного сигнала на выходе будет так же наблюдаться единичный сигнал, а при подаче на вход R единичного сигнала на выходе будет наблюдаться нулевой сигнал. В том случае, если на оба входа подаются единичные сигналы, то выходной сигнал зависит от того, с каким приоритетом выполнен данный RS-триггер. Зависимость выходного сигнала Q от входных сигналов S и R приведена в табл. 1.

Табл. 1. Зависимость выходного сигнала от входных сигналов для RS-триггера

В Simulink есть стандартный блок «Bistable», который представляет собой RS-триггер с выбираемым приоритетом входа. Протестируем данный элемент с помощью приложенной схемы в Simulink rs_trigger.mdl

Обратим внимание, что у данного элемента 2 выхода – Q и !Q, где второй выход представляет собой инвертированный первый выход. Вид схемы приведён на рис

1.

Рис. 1. Схема для тестирования RS-триггера в Simulink

На рис. 2-3 представлены результаты тестирования RS-триггеров с разным приоритетом входов. Полученные результаты полностью совпадают с зависимостью, приведённой в табл. 1.

Рис. 2. Результаты тестирования RS-триггера с приоритетом входа S

Рис. 3. Результаты тестирования RS-триггера с приоритетом входа R

Применение RS-триггеров в устройствах релейной защиты позволяет избежать, например, дребезга контактов реле, когда за малый промежуток времени реле то срабатывает, то возвращается. Смоделируем дребезг контактов реле с помощью генератора импульсов (рис. 4). На рис. 5 приведён выходной сигнал от RS-триггера. Видим, что выходной сигнал от триггера постоянный и не зависит от изменения входного сигнала, подаваемого на вход S.

Рис. 4. Схема для моделирования дребезга контактов реле

Рис. 5. Результаты тестирования RS-триггера при дребезге реле

Рекомендуемые записи

• Моделирование релейной защиты в Simulink Программный комплекс Matlab/Simulink позволяет моделировать не только электрические сети, но и многое другое, в том…
• Моделирование фильтра аварийных составляющих Аварийные составляющие – параметры, возникающие при любой коммутации в электрической системе. Они являются одними из…
• Моделирование релейной защиты в Simulink Программный комплекс Matlab/Simulink позволяет моделировать не только электрические сети, но и многое другое, в том…

Триггер Шмитта на транзисторах

Триггер Шмитта на транзисторах, так же как и триггер Шмитта на ОУ, является системой двух устойчивых состояний, переход которого из одного состояния в другое связан с амплитудой запускающего импульса.

Подобные триггеры широко используются, в вычислительной технике и всевозможных промышленных приборах, где нужно менять форму сигнала, преобразовывать прямоугольные импульсы из синусоиды колебаний и регистрировать завышение сигнала определенного порога. Стандартная схема триггера Шмитта на двух биполярных транзисторах n-p-n приводится ниже.

Для правильного уяснения работы триггера Шмитта сперва допустим, что на входе транзистора VT1 нет сигнала. Сопротивления R1, R2 и R3, подключены к минусу и плюсу питания, и создают своеобразный делитель напряжения. По отношению к эмиттеру транзистора VT2, падение напряжения на сопротивлении R3 окажется положительным, по причине этого данный транзистор будет открыт.

От источника питания на коллектор транзистора VT2 через резистор R4 идет положительный потенциал. Когда транзистор открыт, ток эмиттера, протекающий через R4, создает на нем падение напряжения. Сквозь вторичную обмотку трансформатора Тр1, имеющего малое сопротивление, потенциал на резисторе R5 оказывается между базой и эмиттером VT1 и формирует обратное смещение на переходе Б-Э. В связи с этим VT1 закрыт. Данное устойчивое состояние схемы Шмитта является одним из двух вероятных состояний.

Электрический паяльник с регулировкой температуры

Мощность: 60/80 Вт, температура: 200’C-450’C, высококачествен…

Подробнее

Вследствие падения напряжения на R4 по причине протекания через него тока, потенциал коллектора VT2 будет намного ниже напряжения питания. При поступлении на вход сигнала, он не окажет никакого воздействия на устойчивость триггера Шмитта, если его амплитуда будет меньше напряжения смещения между эмиттером и базой транзистора VT1, идущего с сопротивления R5.

В том случае если входной сигнал будет по амплитуде больше этого смещения, то произойдет открытие VT1. Из-за снижения потенциала на коллекторе VT1 снижается смещение на базе VT2, и в итоге его эмиттерный ток также снизится.

Из-за этого снизится падение напряжения на сопротивлении R5, а смещение на базе VT1 увеличится и инициирует последующий рост тока через VT1. Падение напряжения на R1 также значительно повысится, что в свою очередь уменьшит смещение на базе VT2 и снизит падения напряжения на R5. Этот алгоритм будет длиться до тех пор, пока VT1 до конца не откроется, а транзистор VT2, не закроется.

Как только ток коллектора VT2 достигнет нуля и на сопротивлении R4 начнет падать напряжение, потенциал же на его коллекторе станет увеличиваться, который пройдя через конденсатор С2 становится выходным сигналом.

Величина и форма сигнала на выходе триггера Шмитта находятся в прямой зависимости от постоянной времени (R4+Rн)C2 и сопротивления нагрузки Rн. Устойчивое положение, которое отвечает закрытому транзистору VT2 и открытому VT1, является вторым состоянием триггера Шмитта, и оно длится, пока есть входной сигнал. И как только входной сигнал пропадет, триггер Шмитта переходит в первоначальное состояние.

Если постоянная времени (R4+Rн)С2 существенно превышает продолжительность входного сигнала, то амплитуда сигнала на выходе триггера Шмитта практически оказывается стабильной, без изменений.

Типы триггеров

В следующих разделах представлены принципы функционирования стандартных устройств. Они могут работать автономно либо в различных комбинациях. Сочетания триггеров в электронике применяют для построения сложных логических схем.

Что такое trigger RS типа

Эти элементы делят на группы по способам управления. Для удобства здесь и далее пояснения сделаны с помощью логических компонентов. При необходимости можно собрать аналогичный триггер на реле или транзисторах.

RS-триггер асинхронный

Работоспособную схему можно собрать из двух типовых элементов «И-НЕ».

Схемотехника, таблица состояний, графики сигналов

RS-триггер синхронный

В этой схеме при подаче «1» на С устройство обеспечивает режим «прозрачности». Изменения на входах R и S с минимальной внутренней задержкой отображаются в промежуточных точках /R и /S. После установки управляющего сигнала «0» включается хранение данных.

Переключение состояний происходит только при наличии управляющего (тактового) сигнала

D-триггер синхронный

На графиках работы видно, что изменение выходного сигнала происходит только при наличии «1» на входе С. Данные сохраняются в неизменном состоянии до поступления следующего импульса синхронизации. В этом цикле обеспечивается беспрепятственная проводимость данных.

Эти устройства имеют отдельный вход для информационных сигналов

D-триггер двухступенчатый

Как и в предыдущем примере, здесь используется один канал поступления данных – D. На схеме показано, как создано более сложное устройство из двух одноступенчатых блоков.

Двухступенчатая «защелка» с управлением синхроимпульсом

T-триггер синхронный

Такие устройства подходят для двукратного уменьшения частоты. На картинке показаны счетчики, собранные на базе триггеров RS и D типа.

Один выходной сигнал формируется на каждые два синхроимпульса

JK-триггер

Рабочие циклы этого устройства аналогичны рассмотренному выше триггеру типа RS. Главное отличие – изменение выходного сигнала на противоположное значение (инверсия) выходного сигнала после подачи «1» на K и J одновременно. Следует подчеркнуть отсутствие запрещенных комбинаций в информационных каналах.

Схема, собранная на элементах «И-НЕ»

Классификация

RS триггер

Изделия этой категории разделены на две основные группы по принципу сигналов управления. В первой – формируется заданная последовательность выходных сигналов, если установлено состояние «1». После переходе в «0» генерация прекращается. Вторая – способна переключать выходное напряжение соответствующим образом. Как правило, «1» примерно соответствует уровню источника питания.

Также триггеры различают по следующим параметрам:

• синхронность рабочих циклов;
• статические (динамические) способы управления;
• сложность логических схем;
• одно,- или двухступенчатые.

Триггеры на логических элементах и на операционном усилителе

Для реализации статических триггеров хорошо подходит схема усилителя с двумя каскадами. Связь между ними организуют прямую либо с ограничительными резисторами в соответствующих цепях.

Триггер на логических элементах

Триггер (Trigger) Шмитта

Изделия этой категории могут быть созданы с применением разной элементной базы. В данном разделе рассмотрен триггер Шмитта на транзисторах. Он управляется изменением аналогового сигнала. В зависимости от уровня напряжения, выполняется переключение состояния памяти в соответствующее положение «0» или «1».

Триггер Шмидта на транзисторах с подключенной нагрузкой

Универсальный триггер (JK-триггер)

Такой триггер имеет информационные входы J и К, которые по своему влиянию аналогичны входам S и R тактируемого RS-триггера:

• при J=1, K=0 триггер по тактовому импульсу устанавливается в состояние Q=1;
• при J= 0, К=1 – переключается в состояние Q=0;
• при J=K=0 – хранит ранее принятую информацию.

Но в отличие от синхронного RS-триггера одновременное присутствие логических 1 на информационных входах не является для JK-триггера запрещённой комбинацией и приводит триггер в противоположное состояние.

Таблица переходов JK триггера

Цифровая электроника – ЯБ-триггеры с доминирующим Я-входом

Наличие запрещенных комбинаций для тактируемых &У-триггеров вызвало идею построения триггера, который принудительно устанавливает Qx в 0 при S= 1 и R = 1, при подаче синхроимпульса. Это становится возможным благодаря особенному подключению входов. На рис. 7.35 показано такое соединение входов. При S = 1 и R = 1, 1-сигнал не может воздействовать на триггер, так как на выходе элемента НЕ действует 0. И-элемент запирается. 1-сигнал на R разрешает сброс. Режим установки при S = 1 и R = 0 остается возможен, так как теперь на выходе элемента НЕ действует 1 и И-элемент имеет на выходе 1.

Такой триггер называется .RS’-триггером с доминирующим /?-входом, или ^триггером. Правило его работы следует из условного обозначения на рис. 7.36 (см. также разд. 7.1). Оно гласит: если оба входа триггера S, R и вход Т имеют уровень 1, то при сигнале синхронизации 1 Q{ устанавливается на 0, a Q2 — на 1. Таблица истинности тактируемого ЛУ-триггера с доминирующим R-входом представлена на рис. 7.37. Разумеется, существует также тактируемый RS-триггер с доминирующим ^-входом (см. контрольный тест).

Будет интересно Что такое электродвижущая сила (ЭДС) и как ее рассчитать

https://youtube.com/watch?v=tMjkpJxzeGE

Триггер RS типа

Одной из простейших в цифровой электронике является схема RS-триггера на транзисторах. Внешним воздействием на вход прибора можно установить его выход в нужное устойчивое состояние. Схема устройства представляет собой каскады, выполненные на транзисторах. Вход каждого из них подключается к выходу противоположного. Два состояния определяются присутствием на выходе напряжения, а переход между ними происходит с помощью управляющих сигналов.

Вам это будет интересно Особенности измерения мощности

Работает схема следующим образом. Если в начальный момент времени VT2 будет закрыт, тогда через сопротивление R3 и коллектор будет течь ток, поддерживающий VT1 в режиме насыщения. Одновременно первый транзистор начнёт шунтировать базу VT2 и резистор R4. Режим отсечки VT2 соответствует значению логической единицы на выходе Q = 1, открытое состояние VT1 нулю, Q = 0. Амплитуда сигнала на коллекторе закрытого ключа определяется выражением: Uз = U * R3 / (R2+R3).

Для инверсии сигнала необходимо на вход R или S подать импульс. При этом если S = 1, то и Q = 1, а если R=1, то на выходе будет ноль. При значениях R1 = R2 и R3 = R4 триггер называется симметричным. Особенностью работы устройства является способность удерживать установленное состояние между импульсами R и S, что и используется для создания на нём элементов памяти.

На схемах RS-триггер обозначается в виде прямоугольника с подписанными входами S и R, а также возможными состояниями выхода. Прямой подписывается символом Q, а инверсный – Q. Информация может поступать на входы непрерывным потоком или только при появлении синхроимпульса. В первом случае устройство называют асинхронным, а во втором – синхронным (трактируемым).

Работа устройства наглядно описывается с помощью таблицы истинности.

Она наглядно показывает всевозможные комбинации, которые могут возникнуть на выходе прибора. Такая таблица составляется отдельно для триггера с прямыми входами и инверсными. В первом случае действующий сигнал равен единице, а во втором — нулю.

Многостабильный триггер, он же — радиокнопка

Применяя в оформлении различных интерфейсов так называемые радиокнопки — виртуальные переключатели с зависимой фиксацией — современные программисты редко задумываются о том, почему они так называются. Всё дело в том, где их реальные механические прототипы нашли применение первыми — в радиолах. Нажимаешь на одну клавишу — та, что была нажата перед этим, возвращается в исходное положение. Затем такие переключатели — большие, как в тех же радиолах, и маленькие, как в серии П2К — начали находить применение в автомобильных радиоприёмниках, переносных кассетных магнитофонах, трёхпрограммных приёмниках, телевизорах и другой аппаратуре. А в напольных вентиляторах их можно встретить до сих пор.

Транзисторы, а затем и микросхемы дали возможность изготавливать электронные аналоги переключателей с зависимой фиксацией. Они получили название многостабильных триггеров. Специализированные микросхемы, например, К04КП020, позволяют реализовывать их с минимальным количеством внешних элементов. Вполне возможно, что и у вас когда-то был, а то и до сих пор есть телевизор с переключателем именно на этой микросхеме. Когда в вычислительной технике начали получать распространение графические интерфейсы (GUI), возникла необходимость реализовывать в них виртуальные аналоги таких переключателей. В их названии программисты решили увековечить их первоначальное предназначение, вот и назвали — radio buttons. Например, на языке HTML они реализованы так. Если вам для какой-нибудь самоделки, скажем, селектора входов усилителя, понадобится многостабильный триггер, брать для него какую-либо специализированную микросхему несколько неспортивно. Автор Instrictables под ником throbscottle реализовал такое устройство на микросхеме общего применения — 74HC174 (КР1564ТМ9), содержащей шесть обычных D-триггеров. Всё, что нужно для объединения этих триггеров в один многостабильный — диодное «ИЛИ» и RC-цепочка, обеспечивающая сброс при включении. А чтобы устройство могло управляться кнопками, мастер добавляет конденсаторы подавления дребезга контактов и подтягивающие резисторы. У него получается такая схема:

Чтобы управлять от устройства нагрузками, скажем, обмотками реле в селекторе входов усилителя, нужно добавить транзисторные ключи, например, такие, как показано ниже. Можно выполнить ключи и на биполярных транзисторах, тогда нужны резисторы, ограничивающие ток базы. Параллельно обмоткам следует подключить диоды в обратной полярности (не показаны, как и сами обмотки). А при подключении к выходам светодиодов резистор для них требуется всего один, поскольку при любом состоянии многостабильного триггера включён всего один светодиод. В схеме включения микросхемы К04КП020 сделано так же.

Работу устройства мастер моделирует в программе Logisim. Получается такой файл, расширение которого после скачивания и перед открыванием в этой программе следует сменить с unknown на circ. Убедившись по результатам моделирования, что схема составлена правильно, мастер собирает её обмоточным проводом на макетной плате типа breadboard. Поскольку он применяет микросхему в корпусе SOIC, её выводы он отгибает через один. Так удобнее их паять. Резиновые ножки на обратной стороне платы не дают ей перемещаться по столу при нажатиях кнопок, а благодаря толкателям нажимать их удобнее. Возможно применение и самодельных толкателей.

И наконец, мастер проверяет готовую конструкцию в действии:

Перед реализацией того же алгоритма на Arduino аппаратный многостабильный триггер имеет следующее преимущество: в нём нет тактового генератора, который «молотит» непрерывно и может создавать помехи, весьма нежелательные при применении в аппаратуре достаточно высокого класса.

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Похожие записи:

Искусственное и естественное освещение: основные понятия и стадии расчета Понятие и принцип действия защитного заземления Как правильно штробить стены под электропроводку Простой ремонт микроволновки своими руками: 5 решений основных проблем Способы крепления настольной лампы Настройка icprog под windows 10