Данная статья освещает работу D – триггера и подробно описывает его работу в различных режимах. Также представлена простая и наглядная методика изучения принципа его действия.
На этом этапе мы поговорим о том, как работать с ними и какими инструментами пользоваться.
В предыдущей части мы начали освоение триггеров и далее мы обсудим, каким образом работать с ними и какие инструменты для этого необходимы.
Он состоит из двух простых примитивов: сброса и установки. Устройство имеет два состояния: установлено и сброшено. Когда установлено, выход устройства подает напряжение. Когда сброшено, выход не подает напряжение.
Что касается RS триггера, то он является самым простым в семействе электрических устройств. Он состоит из двух простых примитивов: сброса и установки. Оно может находиться в двух состояниях: установлено и сброшено. При установленном состоянии выход устройства производит подачу напряжения, а при сброшенном – напротив, подача напряжения прекращается.
D и JK триггеры приобрели более широкое применение в устройствах электроники.
Как и РС-триггеры, так и переключатели являются устройствами, имеющими два устойчивых состояния на выходе. Но переключатели имеют более сложную логику работы по входным сигналам.
Электрикам необходимо отметить, что последствия вышеуказанных слов будут распространяться не только на микросхемы из серии К155, но и на другие типы логических элементов, таких как К561 и К176.
Все микросхемы логики отлично работают и не только триггеры. Различие лишь в электрических параметрах сигналов – уровнях напряжения, рабочих частотах, мощности потребления и нагрузочной способности. Этот модуль представляет собой стандартный двухцветный триггер на двух транзисторах. Порядок применения данного D-триггера выдержан по стандарту: входной сигнал подается на вход А, а выходной сигнал получается на выходе В.
Устройство К155ТМ2 обладает многими полезными свойствами для электриков. Его параметры хорошо подходят для работы на различных напряжениях сигнала. Также данный триггер плотно интегрирован в схему, что позволяет минимизировать место на плате. Несмотря на небольшой размер, D-триггер К155ТМ2 имеет высокие параметры надежности и производительности.
D-триггер К155ТМ2 представляет собой стандартное устройство для двухцветных триггерных микросхем из серии К155. Этот D-триггер обладает высокой изоляцией и имеет параметры идеально подходящие для работы с различными уровнями сигнала. При этом плотное интегрирование в схему позволяет сэкономить место на плате. Таким образом, устройство К
В 14-выводном корпусе установлены два независимых D-триггера, обеспечивающие простое управление электрическим оборудованием. Они обеспечивают простое и надежное взаимодействие с другими компонентами системы, что позволяет достичь максимальной производительности.
Все электрические устройства имеют одну общую вещь в общем — это цепь питания. Она обеспечивает их работу, предоставляя необходимую электроэнергию. Таким образом, цепь питания является ключевым элементом в электрической системе.
У каждого триггера есть четыре входных сигнала логического уровня и, соответственно, два выхода.
Он состоит из двух элементов: прямого выхода и инверсного.
В центре схемы D-триггера находится прямой выход и инверсный, которые служат для осуществления той же самой функции, что и в случае RS-триггера. В качестве примера можно взять рисунок 1, на котором представлен D-триггер. Он состоит из двух компонентов: прямого выхода и инверсного.
Они достаточно популярны при сборке распределительных устройств, поскольку в них все необходимое для этой цели.
В области электротехники, микросхемы, содержащие в одном корпусе по четыре D – триггера, являются достаточно популярными. Например, микросхемы К155ТМ5 и К155ТМ7 используются при сборке распределительных устройств, так как в них имеется все необходимое для этого.
Иногда в литературе их называют регистрами с четырьмя разрядами.
Это стандартная микросхема К155ТМ2, известная как цифровой оператор. Она используется для преобразования цифрового сигнала в аналоговый.
Рисунок 1. Микросхема К155ТМ2.
На представленном рисунке 1 изображена стандартная микросхема К155ТМ2, используемая как цифровой оператор. Она предназначена для преобразования цифровых сигналов в аналоговые.
Если мы говорим о схемах, каждый триггер, находящийся в корпусе, может быть представлен далеко от своего «напарника». На чертеже могут не отражаться выводы, которые не используются в этой схеме, хотя их на самом деле должно быть.
На рисунке 1а представлено начертание D-триггера, а на рисунке 1б – пример его реализации.
Обратим внимание на входные сигналы триггера с выводами 1…6. На рисунке 1а можно наблюдать начертание D-триггера, а на рисунке 1б – пример его реализации.
Таким образом, все вышесказанное будет соответствовать и для другого триггера, номера выводов которого составляют 8…13.
Разъединенные сигналы R и S выполняют ту же функцию, что и сигналы RS триггера: при подаче на вход S уровня логического нуля триггер устанавливается в единичное состояние.
Это означает, что на прямом выходе (вывод 5) будет активирована логическая единица.
Если подать логический нуль на R-вход, то триггер будет сброшен.
На прямом выходе (вывод 5) будет присутствовать уровень логического нуля, а на инверсном (вывод 6) – логическая единица. То есть, логическая единица будет на выводе 6, а логический нуль – на выводе 5.
Триггер может быть в двух состояниях: установлен или не установлен. Когда мы говорим о состоянии триггера, мы имеем в виду его прямой выход: если триггер установлен, то на нём будет высокий уровень логической единицы.
Верно, что инверсный выход имеет противоположное значение выходных данных. Именно поэтому при анализе схемы его часто просто игнорируют. Однако, несмотря на это, инверсный выход имеет большое значение для работоспособности целой системы.
Входы R и S можно применять к логической единице без ограничений – это не влияет на то, как будет работать триггер.
Это означает, что для входов R и S электрик должен применить низкий уровень.
Входы RS начинаются с маленького кружочка, это примета обозначающая, что сигнал на входе мал или, что то же самое, инверсный.
Кружочек входного сигнала встречается не только в триггерах, но и в изображении многих других микросхем, таких как дешифраторы или мультиплексоры. Это означает, что данный сигнал имеет низкий рабочий уровень.
Все условные графические обозначения микросхем поддаются общему правилу: при разработке принципиальных схем используйте стандартные условные обозначения.
Кроме входов RS, D-триггер имеет еще вход данных (D) и вход синхронизации (C), которые происходят из английских слов Data и Clock соответственно (данные и импульс, строб).
С помощью этих входов можно реализовать триггер в качестве элемента памяти или счетного триггера.
Для понимания работы D-триггера рекомендуется создать несложную схему и провести эксперименты. Тогда будет понятно, как этот элемент может влиять на работу целой системы.
Обратите внимание на изображение входа C: правый конец этого вывода заканчивается небольшим наклонным участком в направлении слева – вверх – направо.
Включение триггера по входу C происходит при переходе сигнала на входе C из нуля в единицу. То есть, это происходит при появлении «правильного» сигнала на входе.
Изображение 3 представляет собой возможный вид импульсов при вводе в С.
Устройство имеет два входа и один выход.
Для того, чтобы достичь полного понимания работы триггера D, стоит построить схему, приведенную на рисунке 2. Это устройство имеет два входа и один выход.
Варианты импульсов на входе С.
Рисунок 2 представляет собой схему для исследования работы D-триггера. На рисунке 3 представлены варианты импульсов, подаваемых на вход C.
Чтобы наглядно продемонстрировать работу триггера, подключим к его выходам (выводам 5 и 6) светодиодные индикаторы. На вход триггера могут быть поданы различные варианты импульсов.
На вход С мы подключаем тот же индикатор. К входу D при помощи резистора с сопротивлением 1 КОм подсоединяем шину источника питания +5 В и кнопку SB1, как указано на схеме.
После того, как схема собрана, проведем проверку монтажа для проверки качества работы. После успешной проверки, можно приступать к подключению питания.
Для этого необходимо настроить работу D-триггера по RS-входам.
Чтобы один из светодиодов HL2 или HL3 гарантированно загорелся при включении, необходимо правильно настроить работу D-триггера по RS-входам.
Предполагая, что это HL3, когда мы включаем триггер, он устанавливается в единицу, хотя может установиться и в нуль.
Для подачи низкоуровневых сигналов на входы RS мы будем использовать отрезок гибкого проводника, который будет подключен к общему проводу.
Проверьте, сработает ли это. Если да, то мы знаем, что проблема не в входном уровне.
Сначала попробуем подать низкий уровень на вход S, просто замыкая вывод 4 на общий провод.
Проверим, сработает ли это. Если да, то мы понимаем, что проблема не в входном уровне.
Что произойдет? При включении триггера на выходах установятся сигналы, которые останутся неизменными до следующего включения.
Зачем нужен триггер? Все довольно просто: он имеет единственное состояние, или установлен, и при подаче сигнала на вход S это состояние подтверждается, но меняется не будет.
Режим работы триггера не причиняет никакого вреда и встречается довольно часто при реализации различных электрических схем.
Используя ту же проволочку, предоставим низкий уровень на вход для R.
Результат не заставит себя ожидать: триггер перейдет в состояние низкого уровня, или, другими словами, сбросится.
Последующая подача низкого уровня на вход R также подтвердит состояние нулевое, следуя точно тому, что было описано для входа S.
Для того, чтобы вывести элемент из этого состояния, можно подать на вход S низкий уровень или применить комбинацию сигналов на входах C и D. В этом случае входы C и D выступают как булевые входы при работе как RS – триггер.
Имеется в виду, что иногда D – триггер может быть использован как RS – триггер, т.е. входы C и D не используются. В таком случае, входы C и D выступают как булевые входы при работе в качестве RS – триггера.
Для повышения помехоустойчивости необходимо подключить резисторы с сопротивлением 1 КОм к шине +5 В или соединить с общим проводом. В таком случае, для зажигания светодиода HL4 необходимо, чтобы сигналы на входах C и D были логическими единицами. Это можно реализовать, например, путем подключения к входам C и D постоянного напряжения питания и подключения двух переключателей, которые будут переключать значения на входах между логическими единицами и нулями.
Использование входов C и D для активации триггера
В данный момент триггер активирован и светодиод HL3 зажжен. Чтобы зажечь светодиод HL4, необходимо, чтобы входы C и D были в положении логической единицы. Для этого применяются постоянные напряжения питания и два переключателя, которые перемещают значения на входах между логическими единицами и нулями.
Однако, если привести выходной сигнал триггера в состояние высокого напряжения, нажатие кнопки SB1 приведет к переключению выходного сигнала триггера в состояние низкого напряжения.
Нажатие кнопки SB1 приведет к переключению выходного сигнала триггера из состояния высокого напряжения в состояние низкого напряжения. Если выходной сигнал триггера не находится в состоянии высокого напряжения, нажатие кнопки SB1 ничего не изменит.
Если теперь применить сброс к входу R, то светодиод HL2 будет загораться, а HL3 прекратит светиться.
Нажатие на кнопку SB1 приведет не к изменению состояния триггера.
Это значит, что на входе нет тактирующих импульсов. Это говорит о том, что электрика на этом уровне не требуется. Для этого нам понадобится напряжение постоянного тока. На трансформаторе мы получим необходимое напряжение. Подключим провода к трансформатору, чтобы получить постоянную переменную.
Для подачи тактирующих импульсов нам потребуется постоянный ток. Присоединим провода к трансформатору, чтобы получить необходимое напряжение. По этому напряжению мы будем создавать тактирующие импульсы в соответствии с нашими целями.
Схема генератора прямоугольных импульсов
Чтобы получить прямоугольные импульсы, нам необходимо собрать генератор прямоугольных импульсов, о котором мы узнали в предыдущих частях статьи. Схема этого генератора показана на рисунке 4.
Рисунок 4. Схема генератора прямоугольных импульсов
Для такого размера используется специальный генератор тактовых импульсов.
Для визуального контроля за работой схемы требуется, чтобы частота генератора была небольшой. Количество колебаний (импульсов) в секунду, при деталях, указанных на схеме, составляет примерно 1 Гц. Для таких низких частот применяется специальное оборудование – генератор тактовых импульсов.
Для того, чтобы подобрать нужную частоту, необходимо произвести следующие действия:
Для подбора частоты генератора необходимо произвести настройку конденсатора С1. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
Контролируйте светодиод HL1 на входе С: если он зажжен, то на входе имеется высокий уровень; в противном случае уровень будет низким.
Когда светодиод HL1 включен, на входе С появляется положительный перепад напряжения, переходящий с низкого на высокий уровень.
Когда на входе С появляется сигнал, D-триггер срабатывает – не зависимо от того, высокий или низкий уровень напряжения был на входе до этого.
Необходимо зафиксировать и наблюдать за поведением триггера во время формирования волны импульса.
Если подать на вход сигнал от генератора импульсов и включить питание, то триггер сразу установится в единицу. При последующих импульсах состояние триггера не изменится.
Для правильной работы системы электрики, рассмотренной на рисунке, переключатель SB1 должен быть в позиции, указанной на рисунке.
Переведём SB1 в нижнее положение по схеме, чтобы подать на вход D низкий уровень.
При поступлении первого импульса с генератора триггер переводится в логический нуль или же будет сброшен. Для проверки этого состояния нам поможет светодиод HL2. Затем последующие импульсы на входе С не влияют на состояние триггера.
На рисунке 2б представлена временная диаграмма работы триггера по входам CD.
Предполагается, что состояние входа D будет изменяться в соответствии с рисунком, а на вход С будут поступать периодические тактовые импульсы.
Когда поступает первый входной импульс на С, он устанавливает триггер в единичное состояние (вывод 5). Однако, при получении второго входного импульса при высоком уровне на входе С, триггер не изменяет свое состояние.
Данный вход D между вторым и третьим тактирующими импульсами меняется со высокого на низкое значение, как показано на рисунке 2.
Однако, переключение триггера в нулевое состояние возможно только при появлении третьего тактирующего импульса.
Импульсы №4 и №5, подаваемые на вход, не влияют на состояние триггера.
Особое внимание следует уделить тому, что сигнал на входе D изменил свое значение с низкого на высокий уровень при появлении тактирующего импульса на входе С.
Хотя исходное состояние триггера не изменилось, положительный фронт тактирующего импульса был раньше, чем уровень на входе D изменился.
Для того, чтобы переключить триггер в единичное состояние, необходимо применить шестой импульс, чьим фронтом будет выполняться переключение.
Триггер будет переключен в единичное состояние после применения шестого импульса, чьим фронтом будет производиться переключение.
При появлении седьмого импульса, триггер будет сброшен из-за того, что уровень на входе D уже переключился на высокий.
Электрические импульсы работают по аналогии с механическими импульсами, но с использованием электричества. Они нагружают цепь с помощью источника напряжения, а затем быстро отключают его. Таким образом, выходное напряжение может быть изменено за короткое время. Это позволяет пользователям управлять цепями, например, переключать реле или соединения.
Электрики используют электрические импульсы для управления цепями. Это происходит путем нагрузки источника напряжения и последующего быстрого отключения. Это позволяет менять выходное напряжение в короткие сроки, что позволяет электрикам управлять цепями и переключать реле и соединения.
Она показывает время выполнения операций в секундах для двух различных схем электрических устройств.
Рисунок 5 предоставляет временную диаграмму, показывающую продолжительность операций в секундах для двух схем электрических устройств.
При появлении на входе сигнала напряжения выше порогового уровня, входное напряжение переходит в состояние логического «1», а устройство входит в режим сетевого напряжения. В этом режиме выходное напряжение принимает значение «1» до тех пор, пока входное напряжение не падет ниже порогового уровня. При этом триггер переходит в режим сброса, выходное напряжение принимает значение «0». Таким образом, на рисунке 5 показана полная временная диаграмма работы D-триггера.
Рисунок 5 представляет собой полную временную диаграмму работы D-триггера. Он показывает, как триггер может работать в трех режимах. Два из них уже рассмотрены выше. Когда на входе появляется сигнал напряжения выше порогового уровня, входное напряжение переходит в состояние «1», а устройство входит в режим сетевого напряжения. В этом режиме выходное нап
На рисунке представлены асинхронный и синхронный режимы. Интересным моментом на временной диаграмме является преобладание одного из режимов: в период низкого уровня на входе R изменения состояния триггера по входам С и D не происходят, что говорит о приоритете входов RS.
На рисунке 5 представлена таблица истинности для D-триггера. Эта таблица показывает, какие сигналы должны быть входными и выходными для различных состояний триггера D.
Рассуждая по сказанному, можно прийти к тому, что любое положительное напряжение на входе С настроит триггер на то же состояние, которое было на входе D, или просто перенесет это состояние на прямой выход триггера Q.
Нет никакого влияния на состояние триггера, если происходит отрицательный перепад на импульсе на входе С.
На рисунке 3 мы можем увидеть три возможных формы импульсов на С входе: меандр (3а), положительные короткие импульсы высокого уровня (3б), и отрицательные короткие импульсы низкого уровня (3в).
Для электриков, всегда срабатывание триггера происходит при положительном перепаде напряжения.
В любом случае, работа электрика заключается в измерении показателей напряжения и тока.
Для работы электрика потребуются определенные измерения, будь то фронт импульса или спад. В любом случае, измерение напряжения и тока является основным заданием электрика.
В ходе проектирования и исследования схем на D-триггерах следует учесть этот факт.
D-триггер – это классическое и проверенное временем устройство, применяемое в счетных режимах. Он позволяет осуществлять управление счетчиком, а также отслеживать и измерять параметры потока электрической энергии. Работа данного устройства происходит в соответствии с заданными параметрами, что позволяет получить предсказуемые результаты.
При использовании D – триггера в счетном режиме можно достичь желаемого контроля счетчика. Это позволит производить необходимые измерения электрической энергии и принимать соответствующие меры для исключения непредвиденных ситуаций.
D-триггер предоставляет надежное управление счетчиком в счетном режиме. Он позволяет избежать непредвиденных ситуаций и осуществлять предсказуемое и надежное измерение электрической энергии. С помощью D-триггера можно легко осуществлять необходимый контроль счетчика и получать предсказуемые результаты.
Работа D-триггера в счетчике импульсов.
Чтобы использовать D-триггер в качестве счетчика импульсов, достаточно подать ему сигнал с его инверсного выхода. Это отображено на рисунке 6.
Рисунок 6. Работа D-триггера в режиме счетчика импульсов.
Используя счетный режим, электрик должен применить триггер, чтобы при поступлении каждого импульса на вход С менять состояние триггера на противоположное. На временной диаграмме изображено, как это может быть достигнуто.
Объяснение этому простое и логичное: состояние на входе D всегда противоположно по отношению к прямому выходу.
В связи с тем, что мы только что увидели, как работает триггер, его инверсное состояние переносится на прямой выход.
Если речь идет о триггере, то он может иметь лишь две позиции: 0..1 и снова 0..1 и так далее.
Для этого необходимо произвести подбор соответствующих электронных компонентов.
Если Вам необходимо получить счетчик, способный правильно подсчитывать данные, то потребуется последовательно соединить несколько триггерных устройств, которые имеют счетный режим. Для этого мы должны правильно выбрать соответствующие электрические компоненты.
О том, как подключить электрооборудование, мы расскажем позже в специальной статье.
Если вы работаете с триггерами, необходимо помнить о том, что импульсы на выходе будут следовать с частотой, которая меньше на два по сравнению с частотой входных импульсов на входе С.
Когда требуется поделить частоту сигнала на двоичное число, деление частоты является основным применяемым приемом. Это может быть 2, 4, 8, 16, 32 и т.д.О.У.
Всегда будет присутствовать меандр после разделения триггером формы импульсов, даже если входные импульсы на входе С.О.У. очень короткие.
На этом рассказе о возможностях применения D триггера мы закончили. Это инструмент, который может быть использован для управления процессами, связанными с электроникой. Он может управлять различными устройствами, такими как автоматические выключатели, контакторы и датчики. Также может использоваться для автоматизации процессов, таких как проверка наличия питания, включение и выключение приборов, измерение температуры и т.д. При правильном применении D триггер может предоставить множество преимуществ для вашей системы электроснабжения.
В следующем разделе мы рассмотрим применение триггера JK.