Название "Триггер" слышали или все, или почти все, я хочу остановится сегодня на том, зачем нужен триггер, точнее зачем его используют и какие они бывают.
Триггер - это устройство имеющее два состояния устойчивого равновесия и способное переходить из одного состояния в другое при воздействии на вход (или на входы) триггера управляющего сигнала.
Это самое понятное определение триггера из всех, что я встречал. Т.е. если на вход или на один из входов (их может быть несколько) устройства (схемы) подать управляющий сигнал, то это устройство должно перейти из одного устойчивого состояния в другое, к примеру низкий уровень на выходе должен поменяться на высокий. И в результате получается не что иное, как простейшая ячейка памяти на 1 бит.
Триггеры могут быть построены на различных элементах: лампах, транзисторах, тиристорах, туннельных диодах, ферромагнитных элементах и т.д. Самые необычные триггеры, которые я встречал, это было "поле" из ферритовых колец соединённых между собой в решетку.
Зачем применяют триггеры:
- в первую очередь, как я уже сказал выше, это простейшая ячейка памяти.
- во вторую, это способ управления, что в принципе одно и тоже.
Какими бывают схемы триггеров:
логический элемент:
На картинке выше изображен RS-триггер и его таблица истинности, это простейший и наиболее известный вариант. При этом нужно помнить, что свое состояние на выходе триггер будет сохранять и после того, как сигналы на входе будут сняты и сохранять будет или до подачи другой комбинации сигналов или до снятия питания. Значения в таблице: 0 - это 0, 1 - это 1, Qₒ - хранение, - неопределённое состояние.
Правильное обозначение такого триггера, не на дискретных элементах выглядит вот так:
И еще нужно сказать, что триггеры бывают разные:
- Синхронные
- Асинхронные
Синхронные триггеры имеют дополнительный вход - вход синхронизации и считываю, а значит и изменяют свое состояние только при наличии на этом входе сигнала синхронизации. Например: на входах S и R присутствует постоянная последовательность импульсов, но они не переключают триггер, пока на вход синхронизации не придёт "разрешающий" импульс. В момент прихода "синхро" импульса триггер изменяет свое состояние и опять ждет следующего импульса синхронизации.
Асинхронные триггеры отрабатываю все сигналы которые приходят на их вход.
Разные по функциональным возможностям:
- с раздельной установкой состояния 0 и 1 (RS-триггеры);
- универсальные (JK-триггеры);
- с приемом информации по одному входу D (D-триггеры, или триггеры задержки);
- со счетным входом Т (Т-триггеры).
Но на сегодняшний день "эта логика" легко описывается командами микроконтроллера, поэтому вся эта информация была только чтобы вспомнить, а вот что действительно и сегодня интересно, это схемы триггеров на различных дискретных элементах и интересны они с точки зрения применения сегодня в различных конструкциях. Хотя строить триггеры на лампах и ферритах я вас не призываю.
На транзисторах (биполярных):
По сути эта схема подозрительно похожа на мультивибратор, из-за своей симметричности, но в отличии от мультивибратора имеет 2 устойчивых состояния и способна переключатся из одного в другое устойчивое состояние, по сигналу на базы транзисторов. Есть тут такое понятие, как "напряжение смещения" - это напряжение или резисторы в этой цепи (в данном случае это резисторы R3 и R4), которое подбирается для более устойчивой работы триггера.
На транзисторах (полевых):
Можно построить схему триггера на тиристорах или к примеру на реле.
В радиолюбительской практике получили распространение схемы управления (вкл/выкл) с помощью одной кнопки, без фиксации.
Это тоже триггер. Нажимаем на кнопку и реле срабатывает, на выходе "+", еще раз нажимаем, реле отпускает - нет "+". И понятно, что реле это нагрузка, а нагрузкой может быть не обязательно реле.
И последний пример: если взять схему управления мотором и реле туда поставить с еще одной группой контактов, которые будут блокировать кнопку, то эта схема тоже превратится в триггер. Нажал на одну кнопку и отпустил, мотор крутится в одну сторону, нажал и отпустил вторую кнопку, мотор изменил направление движения: