Триггерлер. RS және JK триггерлердің схемотехникасы мен жұмыс істеу принципі.

Тақырып: Триггерлер. RS және JK триггерлердің схемотехникасы мен жұмыс істеу принципі

 

---

 

 Кіріспе

 

Триггерлер – сандық электрониканың негізгі элементтерінің бірі болып табылады. Олар екі тұрақты күйге ие болатын схемалар, яғни екілік санды (0 немесе 1) есте сақтай алады. Триггерлердің негізгі міндеті – бірлік немесе нөлдік күйді сақтау, яғни жады ретінде жұмыс істеу. Олар түрлі логикалық схемаларда, сандық есептеуіш құрылғыларда және деректерді сақтау элементтерінде кеңінен қолданылады.

 

Триггерлердің бірнеше түрі бар, олардың әрқайсысының өз жұмыс істеу принциптері мен қолданылу аймақтары бар. Ең жиі қолданылатын триггер түрлері – RS және JK триггерлері. RS триггері ең қарапайым түрдегі триггер болып саналады, ал JK триггері қосымша мүмкіндіктерге ие.

 

 1. RS триггері

 

RS триггері (Reset-Set триггері) – триггерлердің ең қарапайым түрі, ол екі негізгі кірістен тұрады: R (Reset) және S (Set). Бұл кірістер арқылы триггердің күйін орнатуға және қалпына келтіруге болады. RS триггерінің шығысы екі күйде болады: Q және оның инверсиясы \(\overline{Q}\).

 

 1.1 RS триггердің схемотехникасы

 

RS триггердің негізгі схемотехникасында екі NOR немесе екі NAND элементтері қолданылады. Екі NOR немесе NAND логикалық элементтері бір-біріне байланысқан түрде жұмыс істейді, бір элементтің шығысы екінші элементтің кірісіне беріледі. Осылайша, триггердің бір күйінен екінші күйге ауысуы қамтамасыз етіледі.

 

- NOR элементтері бар RS триггері: Екі NOR элементі бір-біріне кері байланыс арқылы қосылады. Бұл схемада S және R кірістер NOR элементтеріне кіріс ретінде беріледі.

- NAND элементтері бар RS триггері: Екі NAND элементі бір-біріне кері байланыс арқылы қосылады. Мұнда S және R кірістер тек логикалық 0 деңгейінде ғана активті болады.

 

 1.2 RS триггердің жұмыс істеу принципі

 

RS триггерінің жұмыс істеу принципі келесі шарттарға негізделген:

 

1. S=1, R=0: Бұл жағдайда триггер "Set" күйіне өтеді, яғни шығыста Q=1, ал \(\overline{Q}\)=0 болады. Бұл күйде триггер логикалық 1-ді сақтайды.

2. S=0, R=1: Бұл күйде триггер "Reset" күйіне өтеді, яғни шығыста Q=0, ал \(\overline{Q}\)=1 болады. Бұл күйде триггер логикалық 0-ді сақтайды.

3. S=0, R=0: Бұл жағдайда триггердің күйі өзгермейді, яғни ол бұрынғы күйін сақтайды.

4. S=1, R=1: Бұл күйде триггердің күйі белгісіз болады, себебі бұл комбинация екі шығыстың бірдей болуын талап етеді. Мұндай жағдайдан аулақ болу керек.

 

RS триггерінің қарапайым құрылымы және жеңіл қолданылуы оны сандық жүйелерде жиі қолдануға мүмкіндік береді. Дегенмен, оның негізгі кемшілігі – S және R кірістерін бір мезгілде 1 күйіне қоюдың рұқсат етілмеуі.

 

 2. JK триггері

 

JK триггері – RS триггерінің дамыған нұсқасы және оның кемшіліктерін жою үшін жасалған. Бұл триггерде J және K деп аталатын екі негізгі кіріс бар, олар RS триггеріндегі S және R кірістерінің қызметін атқарады, бірақ бұл триггерде "J=1, K=1" жағдайында белгісіз күй болмайды.

 

 2.1 JK триггердің схемотехникасы

 

JK триггердің схемотехникасы күрделірек, себебі мұнда кірістердің мәніне қарай күйді өзгертуді басқару үшін қосымша логикалық элементтер қолданылады. JK триггерде кері байланыс бар, ол шығыс сигналдарын кірістерге қосу арқылы жүзеге асады.

 

- Транзисторлы схемотехника: JK триггерінің транзисторлы схемасында кері байланыс орнату үшін логикалық элементтер каскадты түрде жалғанады.

- Жартылай қосқыштар: Кейбір жағдайларда JK триггерді құру үшін жартылай қосқыштар қолданылады.

 

 2.2 JK триггердің жұмыс істеу принципі

 

JK триггерінің жұмыс істеу принципі келесі шарттар арқылы сипатталады:

 

1. J=1, K=0: Бұл жағдайда триггер "Set" күйіне өтеді, яғни шығыста Q=1, ал \(\overline{Q}\)=0 болады.

2. J=0, K=1: Бұл жағдайда триггер "Reset" күйіне өтеді, яғни шығыста Q=0, ал \(\overline{Q}\)=1 болады.

3. J=0, K=0: Бұл жағдайда триггердің күйі өзгермейді, яғни ол бұрынғы күйін сақтайды.

4. J=1, K=1: Бұл жағдайда триггердің шығысы инверсияланады, яғни бұрынғы күйі қандай болса, оған кері мәнге ауысады (Q=\(\overline{Q}\)). Бұл ерекшелік JK триггерді RS триггерден айырып тұрады, себебі "J=1, K=1" комбинациясында анықталмаған күй болмайды.

 

JK триггерінің артықшылығы – ол барлық комбинациялармен жұмыс істей алады және RS триггерге қарағанда әлдеқайда икемді. Сонымен қатар, JK триггерді бір-біріне каскадты түрде қосып, санауыш ретінде де қолдануға болады.

 

 RS және JK триггерлердің қолдану аясы

 

Триггерлер сандық және логикалық схемотехникада кеңінен қолданылады, себебі олар деректерді сақтау, басқару және өңдеудің негізгі элементтері болып табылады.

 

1. Жады элементтері: RS және JK триггерлер деректерді сақтау үшін жады элементтерінде қолданылады. Бір триггер бір бит ақпаратты сақтай алады.

2. Санауыштар: JK триггерлері санауыштар жасау үшін кеңінен қолданылады, себебі оларды каскадты түрде жалғап, кіріс сигналын санау үшін қолдануға болады.

3. Тізбекті логикалық схемалар: Триггерлерді тізбекті логикалық схемаларда, әсіресе, уақытты басқару және синхрондау мақсатында жиі қолданады.

4. Регистрлер: Триггерлер регистрлер құруда, яғни деректерді уақытша сақтау және көшіру үшін пайдаланылады.

 

 

 

RS және JK триггерлері – сандық электрониканың негізгі элементтері, олар деректерді сақтау және өңдеуде маңызды рөл атқарады. RS триггері қарапайым құрылымымен ерекшеленсе, JK триггері оның кемшіліктерін жоя отырып, деректерді сенімді түрде сақтау және түрлендіру үшін қолданылады. Триггерлер сандық схемотехникада кеңінен қолданылып, есептеу құрылғыларының жұмысын тұрақты және тиімді етуге көмектеседі.