Как работает d триггер: Учебный курс «Информатика»

Содержание

Учебный курс «Информатика»

  • Алгебра логики
  • Логические элементы
  • Построение комбинационных схем
  • Арифметико-логическое устройство
  • Моделирование памяти. Триггер
  • Вопросы и упражнения
  •     Все рассмотренные ранее логические устройства только преобразовывали информацию, представленную в виде нулей и единиц. Однако, можно научить логическое устройство запоминать информацию, хранить и вспоминать её при необходимости. Такому устройству дали название триггер. Существует много разновидностей триггеров в зависимости от комбинации сигналов, управляющих их переключением. Мы рассмотрим лишь три из них: Т-триггер, RS-триггер и D-триггер.
        Рассмотрим диаграмму работы Т-триггера:

        Состояние выхода Т-триггера меняется на противоположное при поступлении на его вход счётного сигнала Т=1 и сохраняется неизменным при Т=0.

    Следовательно, Т-триггер имеет два устойчивых режима выходных сигналов:

        Эти два режима для всех видов триггеров называются состояниями. Режим, когда истинный выходной сигнал равен 1, называется состоянием установки, а второе (когда он равен 0) — состоянием сброса. Говорят, что триггер установлен, если он приведён в состояние установки, и сброшен, если он приведён в состояние сброса. Состояние Т-триггера меняется, если на его единственный вход подаётся “1”.

        RS-триггер имеет два управляющих входа R и S, на которые подаются сигналы установки S и сброса R:

        Таким образом, триггер оказывается в состоянии установки, если S=1 и R=0, и в состоянии сброса, если S=0 и R=1. При S=0 и R=0 триггер работает в режиме хранения, т.е. сохраняет ранее установленное состояние. Комбинация входных переменных S=1 и R=1 (установка и сброс одновременно) является запрещённой, так как может привести к неопределённому (непредсказуемому) состоянию выхода. Во избежание возникновения сбоев эту комбинацию исключают, поэтому она является нереализуемой.

        Логическая схема RS-триггера выглядит так:


        D-триггер моделирует память точнее всего. Он имеет только один входной сигнал, и его состояние определяется этим сигналом.

        D-триггер переводится в состояние сброса, если на его входе логический 0, и в состояние установки, если на его входе логическая 1.
        Итак, теперь вполне ясно, как в ЭВМ можно записать, сохранить и сбросить бит информации. То, что информацию компьютер хранит в байтах, а 1 байт составляют 8 бит, вы уже знаете. Следовательно, объединяя триггеры в группы (регистры)

    , можно записывать, хранить и сбрасывать и большие объёмы информации.
        Рассмотрим регистр, состоящий из трёх Т-триггеров. Он предназначен для запоминания и демонстрации трёх бит информации. Назовём его простейшим запоминающим устройством (ЗУ):

        Пусть все три триггера установлены в “0” (Х1=Х2=Х3=0). Это значит, что ЗУ помнит и демонстрирует на выходах информацию вида “000”. Подадим на вход первого триггера “1” (Т1=1), тогда выходная информация изменит своё значение — “100”. Следовательно, можно одну информацию заменить другой и хранить её необходимое время, как бы уничтожив предыдущие значения из памяти.

        Оперативная память часто конструируется в виде большого набора регистров, где, как правило, один регистр образует одну ячейку памяти, и каждая ячейка имеет свой номер.
        Таким образом, компьютер — это комплекс различных технических устройств, предназначенных для решения информационно-логических и вычислительных задач, хранения и выдачи больших объёмов информации, а схемное проектирование их является одной из стадий изготовления этой неотъемлемой теперь части нашей жизни.

    энциклопедия киповца

    Триггер – это устройство, имеющее одно или два устойчивых состояния (выхода), из которых он выходит под воздействием определённых входных сигналов, после чего, в зависимости от входов и своего предыдущего состояния, триггер переходит в это же или другое устойчивое состояние.

    Триггеры с одним устойчивым состоянием называются несимметричными и используются в качестве пороговых устройств, преобразователей сигналов произвольной формы в прямоугольные и т.д. Примером несимметричного триггера является триггер Шмитта.

    Триггеры с двумя устойчивыми состояниями называются симметричными и обычно используются в качестве элементов памяти цифровых автоматов.

    Далее будем рассматривать только симметричные триггеры.

    В триггерах выделяют два вида входных сигналов: информационные и синхронизирующие.

    Информационные сигналы определяют состояние триггера и присутствуют в любых триггерах. По типу информационных сигналов осуществляется классификация триггеров: D, T, RS, JK и т. д.

    Синхронизирующие сигналы не являются обязательными и вводятся в триггерах с целью фиксации момента перехода в новое состояние, задаваемое информационными входами. На синхровход триггера поступают тактирующие импульсы задающего генератора, синхронизирующего работу цифрового автомата. Период следования импульсов соответствует одному такту автоматного времени.

    Триггеры, у которых есть только информационные сигналы называются асинхронными, а триггеры, у которых есть и информационные и синхронизирующие сигналы называются синхронными.

    Рассмотрим основные типы триггеров
    :

    D-триггер – это элемент задержки, он имеет один информационный вход D и один выход Q и осуществляет задержку поступившего на его вход сигнала на один такт.

    Условное обозначение и таблица переходов D-триггера изображены на рисунке.

    С- синхроввод (для синхронизирующего сигнала)

    D — сигнал на информационном входе триггера в такте t.

    Qt — выход триггера в такте t.

    Q

    t+1 — выход триггера в такте t+1 (в следующем такте).

     

    Проиллюстрируем таблицу переходов на временной диаграмме:

    D1=0, Q1=0 => Q2=0

    D2=1, Q2=0 => Q3=1

    D3=1, Q3=1 => Q4=1

    D4=0, Q4=1 => Q5=0

    D1,D2,D3,D4 — состояние входов на соответствующих тактах.

    Q1,Q2,Q3,Q4,Q5 — состояние выходов на соответствующих тактах.

    С — состояние синхроввода

     

    T-триггер – триггер со счетным входом, он имеет один информационный вход T и один выход Q и осуществляет суммирование по модулю два значений сигнала T и состояния Q в заданный момент времени.

    Условное обозначение и таблица переходов T-триггера изображены на рисунке.

     

     

     

    RS-триггер – триггер с раздельными входами.Этот триггер имеет два информационных входа: R и S и один выход — Q.

    Условное обозначение и таблица переходов RS-триггера изображены на рисунке. (в данном случае изображен асинхронный триггер, у синхронного есть также вход С)

    Вход S (set) — вход установки в единицу

    Вход R (reset) – вход установки в ноль.

     

    Анализируя таблицу переходов можно заметить, что переход  триггера  из 0 в 0 возможен при подаче комбинации R=0, S=0 или R=1, S=0, т.е. этот переход будет при R=X (безразличное состояние), S=0. Исходя из этого таблицу переходов можно изобразить в сокращенном виде:

    При подаче комбинации S=R=1 состояние перехода Qt+1  не определено и эта комбинация сигналов является запрещенной для RS-триггера.

    JK-триггер – работает аналогично RS-триггеру, однако, в отличие от RS-триггера, входная комбинация J=1, K=1 не является запрещённой (при такой комбинации JK-триггер инвертирует выход). Этот триггер имеет два информационных входа: J — вход установки в единицу (аналог входа set) и K — вход установки в ноль (аналог входа reset) и один выход — Q.

    Условное обозначение и таблица переходов JK-триггера изображены на рисунке. (в данном случае изображен асинхронный триггер, у синхронного есть также вход С)

     

    JK-триггер называют «универсальным», т.к. из него можно получить любой другой триггер.

    Если не подавать на входы запрещенную комбинацию, то он работает как RS-триггер. Если на вход J подавать входной сигнал, а на вход K инвертированный входной сигнал, то получим D-триггер. И, наконец, если объединить входы J и K и подавать на них входной сигнал, то получим T-триггер.

    как работают RS и D устройства, схемы и характеристики

    Широкое применение в импульсной технике получил триггер на транзисторах. Чаще всего он используется в качестве счётчика и элемента памяти. Кроме того, в различных приборах логическое устройство заменило собой электромеханическое реле. На основе эпитаксиальных транзисторных триггеров создаются микросхемы, без которых невозможна работа любого современного цифрового прибора.

    Устройство триггера

    Триггер по своей схемотехнике очень похож на простейшее электронное устройство — мультивибратор. Но в отличие от него, он имеет два устойчивых положения. Эти состояния обеспечиваются изменениями входного сигнала при достижении им определённого значения. Переход из одного положения в другое называют перебросом. В результате на выходе логического элемента возникает скачок напряжения, форма которого зависит от скорости процессов, проходящих в радиоприборах.

    Наибольшее применение получил триггер, работающий на транзисторах. Связанно это со способностью последних работать в ключевом режиме. Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор, имеющий три вывода. Эти электроды называются:

    • эмиттер;
    • база;
    • коллектор.

    В грубом приближении транзистор представляет собой два диода, объединённых электрической связью. Состоит он из двух p-n переходов. Название биполярный элемент получил из-за того, что одновременно в нём используются два типа носителей заряда. В триггерных схемах транзистор работает в режиме ключа, суть которого заключается в управлении силой тока коллектора путём изменения значения на базе. При этом коллекторный ток по своей величине превышает базовый.

    При таком включении важны лишь токи, а напряжения особой роли не играют. Поэтому при возникновении определённого тока на базе транзистор открывается и пропускает через себя сигнал. Сигнал на коллекторе полупроводникового прибора будет обратным по входному знаку, то есть инвертированным. А значит, когда на базовом выходе будет присутствовать разность потенциалов, на коллекторном она будет равна нулю, и наоборот.

    Эта способность транзисторов и используется в триггерах, схема которых построена на двух ключах с перекрёстными обратными связями. Когда используются транзисторные ключи с одинаковой обвязкой, то триггер считается симметричным, в другом же случае — несимметричным.

    Принцип работы

    Устойчивые состояния выхода триггера обеспечиваются двумя транзисторными ключами, охваченными положительной обратной связью (ПОС). Такие положения соответствуют состоянию, когда один из транзисторов открыт и находится в режиме насыщения, а второй ключ закрыт. При этом на коллекторе закрытого элемента присутствует разность потенциалов, равная его значению на входе — логическая единица, а на выводе открытого ключа напряжение отсутствует — логический ноль.

    Биполярные компоненты при таком включении относительно друг друга всегда будут находиться в противоположном состоянии из-за обратной связи. Через неё один из транзисторов (закрытый) с высоким уровнем напряжения на своём коллекторном выводе обязательно будет поддерживать другой в открытом состоянии.

    Если предположить, что после подачи питания на устройство оба транзистора VT1 и VT2 окажутся открытыми, то через время из-за отличия характеристик радиоэлементов, стоящих в их плечах, возникнет перекос в коллекторных токах. А это благодаря ПОС приведёт к закрытию одного из ключей. То есть обратная связь спровоцирует лавинообразный процесс перехода одного транзистора в режим насыщения, а другого в режим отсечки.

    Делители, собранные на резисторах R1, R4 и R2, R3, подбираются так, чтобы их коэффициент передачи был меньше единицы. Причём для поддержания уровня сигнала они шунтируются ёмкостью, ускоряющей скорость прохождения лавинообразных процессов и повышающей надёжность состояния.

    Таким образом, принцип работы триггера заключается в прохождении следующих процессов. Если на схему подаётся напряжение Ek и Eb, то биполярный ключ VT1 начинает работать в режиме насыщения, а VT2 — отсечки. Импульс, пришедший на базу VT1, приводит к уменьшению величины тока, протекающего через коллектор и увеличению напряжения на переходе коллектор-эмиттер U1ke. Напряжение через С1 и R4 прикладывается к базе VT2. Это приводит к увеличению коллекторного тока на втором ключе и уменьшению напряжения на переходе U2ke, передаваемого через C2 и R3 на базу VT1.

    Итогом этих процессов станет запирание VT1 и отпирание VT2. Такое состояние останется неизменным, пока на базу VT2 не придёт отрицательный уровень сигнала. Результатом этого будут обратные электрические процессы, и VT1 закроется, а VT2 откроется.

    Характеристики приборов

    Триггер условно можно назвать «автоматом», способным хранить один бит информации. Простейшего вида прибор имеет два выхода, находящихся по отношению друг к другу в инверсном состоянии. Важные параметры устройства связаны с синхронизацией (тактированием) выходов, зависящей от времени предустановки и выдержки. Первый параметр характеризуется интервалом времени, в течение которого поступает разрешающий фронт синхросигнала, а второй определяется временем нахождения устойчивого состояния в неизменном положении. Ряд других характеристик триггера связывают с сигналом, проходящим через него. К ним относится:

    • нагрузочная способность — характеризуется коэффициентом разветвления (Кр) и обозначает способность прибора управлять определённым количеством параллельно подключённых элементов к выходу устройства;
    • Ко — коэффициент объединения, обозначает наибольшее число входных напряжений, которые возможно завести на вход прибора;
    • tи — минимальная продолжительность входного сигнала, то есть длительность импульса, при котором триггер ещё может перейти в инверсное состояние;
    • tзд — коэффициент задержки, указывает на временной промежуток между подачей входного сигнала и появлением напряжения на выходе;
    • tр — длительность разрешения, определяется минимальным временем прошедшим между двумя импульсами сигнала на входе и спровоцировавшего переход триггера в другое состояние.

    Но наряду с этим выделяют и следующие технические параметры триггеров:

    • напряжение на входе — наибольшая величина разности потенциалов, которую может выдержать устройство без повреждения своей внутренней электрической схемы;
    • ток потребления — зависит от используемых элементов, обычно не превышает 2 мА;
    • разность потенциалов переключения — это минимальное значение, при котором происходит инвертирование выхода;
    • ток входа — обозначает минимальное значение необходимое для работы триггера;
    • ток выхода — значение тока, появляющееся на выходе и определяемое отдельно для логического нуля и единицы;
    • температурный диапазон — интервал, в котором технические параметры устройства не изменяются;
    • напряжение гистерезиса — разность амплитуд входного сигнала, приводящая к изменению состояния выхода устройства.

    Виды и классификация

    Для работы устройства на вход необходимо подать внешний сигнал, называемый установочным. Форма напряжения, приводящая к появлению логической единицы на выходе триггера, обозначается латинской буквой S (установка), а появлению ноля — R (сброс). Состояние устройства определяется по прямому входу. Для элемента ИЛИ-НЕ активным уровнем считается единица, а И-НЕ — ноль. Одновременная подача R и S приведёт к неопределённому неустойчивому состоянию.

    Такой принцип используется для построения элемента памяти. Поэтому все триггеры классифицируются по способу записи информации на асинхронные и синхронные. Первые разделяются по способу управления, а вторые по виду переключения и могут быть одно- или двухступенчатыми. Устройства, зависящие от уровня сигнала, называются триггерами статического управления, а от фронта — динамического.

    По типу работы логики триггеры могут быть:

    • RS — состоящими из двух входов;
    • D — имеющих один информационный вход и схему задержки;
    • T — инвертирующих сигнал каждый раз при подаче импульса напряжения на вход;
    • JK — универсальными, допускающими одновременную подачу на свои выводы R и S сигналов;
    • комбинированными — совмещающими несколько устройств, например, RST-триггер.

    Наиболее распространёнными видами триггеров являются D и RS схемы. При этом триггерные устройства разделяются также по числу устойчивых состояний (двоичные, троичные, четверичные и т. д.) и составу логических элементов.

    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.

    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.

    Схема D-trigger

    Управление логическими элементами в приборе такого типа осуществляется с помощью входов, которые разделяются на информационные и вспомогательные. Первый фиксирует приходящий импульс и в зависимости от формы переводит триггер в устойчивое то или иное состояние. Вспомогательный вход предназначен для синхронной работы.

    Английская буква D в названии обозначает, что устройство является триггером задержки (delay). Эта задержка выражается в том, что приходящий импульс подаётся на вход не сразу, а через один такт. Определяет её частота импульсов синхронизации.

    На схемах D-триггер на транзисторах обозначается также в виде прямоугольника, но входы триггера подписываются как D и C. Состояние устройства определяется по форме импульса, в частности срезу, приходящему на вход C, и импульсом синхронизации, поступающим на D. Но если на C будут приходить синхроимпульсы, а сигнал на входе D не будет изменяться, то выход останется без изменений.

    Таблица истинности для логического элемента выглядит следующим образом:

    Использование RS и D триггеров достаточно распространено из-за простоты, универсальности и удобства построения на них логических схем. Эти элементы являются важными составляющими для создания цифровых микросхем, используются в качестве регистров сдвига и хранения.

    Триггеры

     

    1.6.  Триггеры

    Триггеры имеют два устойчивых состояния. Эти состояния определяются по логическим уровням на выходах триггера. Триггер снабжается двумя выходами: прямым Q и инверсным  Q. Состояние триггера определяет логический уровень на выходе Q. Говорят, что триггер находится в состоянии логической единицы, если на выходе Q уровень напряжения, соответствующий логической единице.

    Триггеры могут иметь входы различного типа:

    R (от англ. RESET) – раздельный вход установки в состояние 0;

    S (от англ. SET) – раздельный вход установки в состояние 1;

    К – вход установки универсального триггера в состояние 0;

    J – вход установки универсального триггера в состояние 1;

    V — вход разрешения;

    С — синхронизирующий вход;

    D — информационный вход;

    Т — счетный вход

     и некоторые другие.

    Обычно название триггера дают по имеющимся у него входам: RS-риггер, JK-триггер, D-триггер   и др.

    По способу записи информации триггеры подразделяются на асинхронные и синхронные. В асинхронных триггерах состояние на выходе изменяется сразу же после изменения сигнала на информационных входах. В синхронных триггерах для передачи сигнала с информационных входов на выходы требуется специальный синхронизирующий импульс. Синхронные триггеры подразделяются на триггеры со статическим управлением и триггеры с динамическим управлением. В триггерах с динамическим управлением передача сигнала с информационных входов на выходы осуществляется по фронту или по спаду синхронизирующего импульса.

    Триггеры относятся к цифровым автоматам. В отличие от комбинационных схем состояние на выходе триггера в данный момент времени определяется  не только состояниями на входах триггера в этот же  момент времени, но и предыдущим состоянием триггера. Цифровые автоматы, к которым относятся триггеры, иногда называют последовательными схемами.

    Триггеры строились по самым разнообразным электрическим схемам. В последнее время триггеры обычно конструируют, используя логические элементы.

    Рассмотрим два варианта  RS-триггера: RS-триггер с прямыми входами и RS-триггер с инверсными входами. Установка триггера в нужное состояние осуществляется подачей уровня логической «1» на соответствующий вход для триггера с прямыми входами и подачей сигналов  логического «0»  для триггера с инверсными входами.

    Наибольшее распространение получили RS-триггеры, построенные на логических элементах 2И-НЕ или 2ИЛИ-НЕ. На рисунке 1.36,а приведена функциональная схема RS-триггера с инверсными входами на двух логических элементах 2И-НЕ, а на рисунке 1.36,б – его условное обозначение на принципиальных схемах.

    RS- триггер с прямыми входами можно получить, имея в наличии два логических элемента 2ИЛИ-НЕ. Триггер получается путем соединения выхода первого логического элемента с одним из входов второго и соединения выхода второго логического элемента с одним из входов первого. Как видно из получившейся схемы (рис. 1.37,а), по отношению к логическим элементам  триггер симметричен. По этой причине не имеет принципиального значения, выход какого из элементов считать прямым выходом триггера. Допустим, что прямым выходом триггера является верхний вывод. Определим, какой из входов триггера является входом R, а  какой – входом  S. Вспомним, что активным  логическим  уровнем для  элементов ИЛИ-НЕ является уровень логической единицы, т.е. если на входе элемента 2ИЛИ-НЕ действует логическая «1», то на выходе будет «0». Зная, что вход R – это вход установки триггера в нулевое состояние, приходим к выводу, что входом R в данном случае будет верхний вход RS-триггера. Функциональная схема RS-триггера с прямыми входами на двух логических элементах 2ИЛИ-НЕ и его условное обозначение на принципиальных схемах приведены соответственно на рисунках 1.37а,б.

    Работу RS-триггера можно описать различными способами: аналитически с помощью формулы; с помощью таблицы, в которой записываются состояния на входах и выходах триггера в различные моменты времени;  с помощью временных диаграмм. На временной диаграмме показывают, как меняются сигналы на выходах триггера при изменении сигналов на его входах.

     

    Рассмотрим временную диаграмму работы RS-триггера с прямыми входами. Для RS-триггера нужно показать 4 графика (рис. 1.38). Пусть на входах R и S установлены пассивные для элементов ИЛИ-НЕ уровни логического нуля (пассивные логические уровни не могут изменить состояние триггера) и пусть триггер находится в единичном состоянии, т.е. на выходе Q уровень логической единицы. Подадим на вход R в момент времени t1 уровень логической единицы. Для анализа работы RS-триггера, как и любого цифрового устройства, воспользуемся понятием активного логического уровня. Это существенно облегчает анализ работы схемы. Если на одном входе логического элемента действует активный логический уровень, то нет необходимости анализировать логические состояния на других входах элемента. Т.к. в момент времени t­1 на входе R элемента DD1.1 действует активный логический уровень, то на выходе этого элемента, как следует из таблицы истинности, будет уровень логического нуля. На входах Х1 и Х2 элемента DD1.2 уровни логического нуля и, следовательно, на выходе этого элемента уровень логической единицы. Мы видим, что состояние триггера изменилось с единичного на нулевое. В момент времени t2 установим на входе R уровень логического нуля. На входе Х2 элемента DD1.1 уровень логической единицы и поэтому состояние триггера не изменится: на выходе Q логический нуль, а на выходе Q – логическая единица. В момент времени t3 на входе S установим уровень логической единицы, т.е. на входе Х2 элемента DD1.2 будет активный логический уровень и на выходе этого элемента установится уровень логического нуля. На входах Х1 и Х2 элемента DD1.1 будут уровни логического нуля, а на выходе этого элемента – уровень логической единицы. Триггер перешел из нулевого состояния в единичное. В момент времени t4 подадим на вход S уровень логического нуля и, проведя аналогичный анализ, увидим, что состояние триггера в момент времени t4 не изменится. В момент времениt5 подадим на вход S уровень логической единицы. Проведя аналогичный анализ, увидим, что состояние триггера не изменилось: на прямом выходе Q – уровень логической единицы, а на инверсном – уровень логического нуля. В момент времени t6 установим уровень логической единицы на входе R. В этом случае на выходе Q появится уровень логического нуля, и уровень логического нуля останется на выходе Q. В момент времени t7 установим на входах R и S одновременно уровень логического нуля. Состояние триггера в этом случае будет неопределенным. Может оказаться, что на выходе Q логическая единица, а на выходе Q логический нуль, или наоборот. Поэтому в устройствах цифровой техники одновременную подачу активных логических уровней на входы R и S триггера запрещают. Такой запрет делают не потому, что триггер выйдет из строя, а потому, что состояние триггера неоднозначно после одновременного снятия уровней логической единицы на входах R и S.  В момент времени t8 подадим на вход R  напряжение логической единицы, в результате чего на прямом выходе триггера получим напряжение логического нуля.

    Рассмотренные триггеры относятся к так называемым асинхронным триггерам. В асинхронных триггерах состояние на выходе изменяется в момент поступления сигналов  на информационные входы. В синхронных триггерах для передачи сигнала с информационных входов на выход  требуется специальный синхронизирующий импульс.

    Синхронные триггеры подразделяются на триггеры со статическим управлением и  триггеры с динамическим управлением. В триггерах с динамическим управлением передача сигналов с  информационных входов на выходы осуществляется  либо по фронту синхронизирующего импульса, либо по спаду синхронизирующего импульса.

    На рисунках 1.39,а,в приведены функциональные схемы синхронного RS-триггера с прямыми входами, а условное обозначение этих триггеров на принципиальных схемах показано на рисунке 1.39,б.

    Рассмотрим функциональную схему синхронного RS-триггера, приведенную на рисунке 1.39а. При С=0  на входах R, S  асинхронного триггера на

    элементах DD1.1 и  DD1.2 действуют сигналы логического нуля (логический нуль является пассивным логическим уровнем для логических элементов 2ИЛИ-НЕ), поэтому при любых комбинациях сигналов на входах R, S синхронного RS-триггера состояние триггера не меняется. При С=1 рассмотренный синхронный RS-триггер работает точно так же, как рассмотренный чуть раньше асинхронный RS-триггер с прямыми входами. Рассмотренный только что синхронный RS-триггер относится к триггерам со статическим управлением.

    На рисунках 1.40,а и 1.41,а приведены функциональные схемы синхронных RS-триггеров с динамическим управлением, а их условные обозначения на принципиальных схемах соответственно на рисунках 1.40,б и 1.41,б. Если в обозначении синхронного RS-триггера с динамическим управлением стрелочка на входе С направлена к триггеру, то передача сигналов с информационных входов на выходы происходит по фронту импульса, а если стрелочка направлена от обозначения триггера, то передача сигнала осуществляется по  спаду импульса.

    Рассмотрим синхронный RS-триггер с динамическим управлением, схема которого приведена на рисунке 1.40,а. Проанализировав функциональную схему синхронного RS-триггера с динамическим управлением, убедимся в том, что состояние триггера не меняется как при изменении  сигналов  на входах  S и R  при С=0, так и при С=1, если триггер переключился по фронту синхронизирующего импульса. При C=0 на выходах элементов DD2.1, DD2.2 будут сигналы логической единицы, и состояние на выходе триггера изменяться не будет при любых изменениях сигналов на входах R и S. 

    Установим на инверсном входе S уровень логического нуля, на инверсном входе R уровень логической единицы, и сигнал на входе С  изменим с логического нуля на логическую единицу. На выходе элемента DD2.1 появится сигнал логического нуля и триггер перейдет в единичное состояние, или состояние триггера не изменится, если он находился в единичном состоянии. Оставляя на входе С сигнал логической единицы, перевести триггер в нулевое состояние не удается.  Для перевода триггера в противоположное состояние обязательно необходимо подать синхронизирующий импульс.

     В синхронных  RS-триггерах со статическим управлением остается неоднозначность состояния на выходе триггера, если с входов  R, S одновременно убирать активные уровни сигналов. Для устранения неоднозначности в схему синхронного  RS-триггера добавляют логический элемент «НЕ». Получившийся триггер является D-триггером со статическим управлением. Функциональная схема этого триггера приведена на рисунке 1.42,а, а его условное обозначение на принципиальных схемах – на рисунке 1.42,б.

    При С=0 состояние триггера изменяться не будет какой бы ни был сигнал на входе D, т.к. на выходах элементов DD2.1, DD2.2 будут сигналы логических нулей. При С=1 и D=1 на выходе элемента DD2.1 появится сигнал логического нуля, а на прямом выходе D-триггера – сигнал логической единицы. При С=1 и D=0 сигнал логического нуля появится на выходе элемента DD2.2, на инверсном выходе D-триггера установится логическая единица, а на прямом выходе –логический нуль.  Таким образом, D-триггер воспринимает информацию с входа D и передает ее на выход Q при C=1, и затем хранит ее сколько угодно долго (пока подключен источник питания) при С=0. Т.е. мы имеем ячейку памяти для хранения 1 бита информации.

    На рисунке 1.43,а приведен еще один вариант схемы D-триггера со статическим управлением. Условное обозначение обоих этих триггеров одинаковое.

    Временная диаграмма работы D-триггера со статическим управлением приведена на рисунке 1.44. Из диаграммы следует, что передача информации с входа D на выход Q осуществляется во время действия синхронизирующего импульса.  Счетный триггер из данного триггера путем соединения инверсного выхода с входом D получить нельзя.

    Из D-триггера можно легко получить DV-триггер. Вместо логических элементов 2И-НЕ используют логические элементы 3И-НЕ и делают дополнительно вход разрешения V. Функциональная схема DV-триггера и его условное обозначение на принципиальных схемах показаны соответственно на рисунке 1.45,а-б.

    Широко используют D-триггеры с динамическим управлением. В них передача информации с информационных входов на выходы осуществляется либо по фронту синхронизирующего импульса, либо по спаду синхронизирующего импульса. Функциональная схема D-триггера с передачей информации с входа на выход триггера по фронту синхронизирующего импульса приведена на рисунке 1.46,а, а его условное обозначение на принципиальных схемах – на рисунке 1.46,б.

    При С=0 на выходах элементов DD1.3, DD1.4 будут сигналы логических единиц и состояние на выходе триггера не изменится при любых изменениях сигнала на входе D. Установим на входе D сигнал логической единицы и изменим на входе С сигнал с логического нуля на единицу. Перед подачей на вход С сигнала логической единицы на выходе элемента DD1.2 логический нуль, а на верхнем входе элемента DD1.3  логическая единица. При появлении на входе С логической единицы на выходе элемента DD1.3 установится логический нуль, а на прямом выходе триггера – логическая единица. Сигнал логического нуля подается с выхода элемента DD1.3 на нижний вход элемент DD1.1 и на верхний вход элемента DD1.4. Оставляя на входе С логическую единицу, изменим сигнал на входе D с логической единицы на нуль. На выходе элемента DD1.2 установится логическая единица, а сигналы на выходах элементов DD1.1, DD1.3 не изменятся, следовательно, не изменится состояние на выходе триггера.

    При D=0 изменим сигнал на входе С с логической единицы на нуль. На выходах элементов DD1.3, DD1.4 будут логические единицы, а на прямом выходе триггера останется сигнал логической единицы. Затем изменим сигнал на входе С с логического нуля на логическую единицу. На выходе DD1.4 установится логический нуль, на инверсном выходе триггера логическая единица, а прямом выходе – логический нуль. Из анализа работы данного триггера следует, что в нем передача информации с входа D на выход Q осуществляется по фронту синхронизирующего импульса, подаваемого на вход С.

    Триггеры являются составной частью счетчиков электрических импульсов. D-триггер с динамическим управлением легко превратить в счетный триггер. С этой целью необходимо инверсный выход триггера соединить с информационным входом D, а импульсы подавать на синхронизирующий вход. Схема такого соединения приведена на рисунке 1.46,в.

     

    Находят применение двухтактные RS-триггеры (рис. 1.47,а). На рисунке 1.47,б приведена схема счетного триггера, построенного на основе двухтактного RS-триггера. Двухтактный RS-триггер состоит из двух триггеров: главного и вспомогательного. Иногда главный триггер называют ведущим, а вспомогательный ведомым. По окончании синхронизирующего (тактового) импульса вспомогательный триггер переписывает информацию с выхода главного триггера. Используя двухтактные RS-триггеры, можно построить JK-триггер. В JK-триггере устранена неопределенность, возникающая в RS-триггере при одновременном снятии активных логических сигналов с входов R и S.

    Функциональная схема JK-триггера, построенного с использованием  двухтактных (двухступенчатых) RS-триггеров, приведена на рисунке 1.48,а, а его условное обозначение на принципиальных схемах – на рисунке 1.48,б.

     

    В условных обозначениях триггеров, построенных с использованием двухтактного синхронного RS-триггера, ставят две буквы Т. Если входы J и K данного триггера соединить вместе и подать на них сигнал логической единицы, а импульсы подавать на вход С, то получим счетный триггер.

     Широкое распространение получили JK-триггеры, построенные с использованием синхронных RS-триггеров с динамическим управлением. На рисунке 1.49,а приведена функциональная схема JK-триггера, переключающегося по спаду синхронизирующего импульса, а условное обозначение этого триггера на принципиальных схемах приведено на рисунке 1.49,б. Элементы DD1.1, DD1.2 образуют асинхронный RS-триггер.

    Функциональная схема JK-триггера, переключающегося по фронту синхронизирующего импульса, показана на рисунке 1.50,а, а условное обозначение приведено на рисунке 1.50,б. При С=0 на выходах элементов DD2.1 и DD2.2 логические единицы и состояние RS–триггера DD3 не изменяется. Если на инверсных входах J и K логические единицы, то переключение сигнала  на входе С с логического нуля на логическую единицу не изменит состояние на выходе JK–триггера.

    На рисунке 1.50,в приведена схема использования JK-триггера в качестве счетного. На входы J и K подаются логические нули, а импульсы подаются на вход С. Вход С в данном случае является счетным входом Т. Частота импульсов на выходе данного счетчика в два раза меньше частоты импульсов на входе. Скважность импульсов на выходе счетчика равна двум независимо от скважности импульсов на входе счетчика.

    Напомним, что триггеры относятся к цифровым автоматам. Цифровые автоматы состоят из комбинационных схем. Триггеры входят в состав счетчиков электрических импульсов, регистров, запоминающих устройств. Один из универсальных сдвиговых регистров рассмотрен в главе 2. Перейдем к рассмотрению счетчиков и запоминающих устройств.

     

     

    Д-триггеры и Т-триггеры

    Информатика Д-триггеры и Т-триггеры

    просмотров — 153

    D-тpиггep имеет один информационный вход (D-вход) и вход для синхронизирующего импульса (рис. 3.7). Основное назначение D-триггера – задержка сигнала, поданного на вход. Как и RS-триггер, он может быть построен на различных логических элементах. Видно, что при С = 0 изменение входного сигнала не сказывается на состоянии триггера, и только при С = 1 триггер принимает состояние, определяемое входным сигналом.

    Разновидностью D-триггера является DV-триггер, который дополнительно к D-входу имеет управляющий V-вход (на рис. 3.7, а показан пунктирной линией). При V = 1 триггер работает аналогично D-триггеру, а при V = 0 сохраняет исходное состояние независимо от изменения сигнала на D-входе и С-входе.

    Широкое применение в практике построения цифровых устройств находят D-триггеры с динамическим управлением (155TM2 564ТМ2). Οʜᴎ реагируют на информационные сигналы только в момент изменения сигнала на С-входе от 0 к 1 (прямой динамический вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический вход).

    Рис. 3.7. D-триггер (DV-триггер при наличии V-входа): а – функциональная схема; б – таблица состояний; в – условное обозначение; г – временные диаграммы

    Функциональная схема D-триггера с прямым динамическим управлением (рис. 3.8) состоит из трех асинхронных RS-триггеров. Два из них, построенные на элементах 1, 2 и 3, 4, называют коммутирующими, а третий – на элементах 5, 6 – выходным. Сигналы на выходах коммутирующих триггеров управляют состоянием выходного триггера.

    При сигнале С = 0 на выходах q2 и q3 формируется нейтральная для выходного триггера комбинация, и он находится в режиме хранения. Изменение информационного сигнала в данный период времени вызывает изменение сигналов на выходах q4 и q1. Элементы 2, 3 готовы воспринять эти сигналы, как только появится разрешающий сигнал С = 1. В момент его появления изменяются уровни на выходах q2 и q3 и устанавливают выходной триггер в новое состояние, соответствующее информационному сигналу на D-входе в предыдущем такте.

    В случае если изменение информационного сигнала произойдет во время установления состояния выходного триггера, коммутирующие триггеры не пропустят его, поскольку нулевой уровень на выходе элемента 2 блокирует входы элементов 1 и 3. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, назначение коммутирующих триггеров состоит в приеме информации, передаче ее в выходной триггер в момент перепада сигнала на С-входе от 0 к 1 и осуществлении с этого же момента самоблокировки от воздействия информационного сигнала.

    Триггер с динамическим управлением нельзя назвать двухступенчатым в принято м ранее смысле, поскольку в нем нет того двухтактного механизма передачи информации от входов к выходам, который имеет четко выраженный характер в двухступенчатом триггере. По этой причине в условном обозначении для таких триггеров предусмотрена одна буква Т.

    D-триггер с динамическим управлением может быть использован в качестве Т-триггера, для этого крайне важно информационный вход D соединить с инверсным выходом (рис. 3.8, г).

    Рис. 3.8. D-триггер с динамическим управлением: а – функциональная схема; б – временные диаграммы; в – условное обозначение; г – преобразование в Т-триггер

    Т-триггер (триггер со с четным входом Т) — ϶ᴛᴏ триггер с одним входом, изменяющий свое состояние с приходом каждого входного импульса.

    При реализации Т-триггера на потенциальных логических элементах в основу может быть положен двухступенчатый RS-триггер, поскольку он обеспечивает требуемую для работы Т-триггера задержку в передаче информации от входов к выходам; С-вход выполняет роль Т-входа, а S- и R-входы крайне важно соединить перекрестными обратными связями с выходами триггера (рис. 2.6).

    Рис 3.9 Т-триггер (TV-триггер при наличии V-входа): а – функциональная схема; б – условные обозначения; в – таблица состояний

    Разновидностью Т-триггера является ТV-триггер, имеющий дополнительный управляющий вход V (на рис. 3.9, а показан пунктиром). При сигнале V = 1 TV-триггер работает по правилам T-триггера. При сигнале V = 0 триггер сохраняет свое состояние неизменным.

    Вьетнамки типа D

    • Изучив этот раздел, вы сможете:
    • Понимание работы триггеров типа D и банки:
    • • Опишите типичные области применения триггеров типа D.
    • • Распознавайте стандартные обозначения схем для триггеров типа D.
    • • Распознавать триггерные интегральные схемы типа D.
    • Узнайте об альтернативных формах шлепанцев типа D.
    • • Триггеры типа D с синхронизацией по фронту.
    • • Переключить шлепанцы.
    • • Прочее.
    • Постройте временные диаграммы, поясняющие работу триггеров типа D.
    • Используйте программное обеспечение для моделирования триггеров типа D.

    Рис. 5.3.1 Триггер типа D, срабатывающий по уровню

    Вьетнамки типа D

    Главный недостаток триггера SR (т.е. его неопределенный выход и недопустимые логические состояния), описанные в модуле цифровой электроники 5.2, преодолеваются триггером типа D. Этот триггер, показанный на рис. 5.3.1 вместе с его таблицей истинности и типичным условным обозначением схемы, может быть назван триггером данных из-за его способности «фиксировать» и запоминать данные, или триггером задержки. потому что фиксация и запоминание данных могут использоваться для создания задержки в прохождении этих данных по цепи. Поэтому, чтобы избежать двусмысленности в названии, его обычно называют просто D-типом.Самая простая форма триггера типа D — это, по сути, высокоактивный тип SR с дополнительным инвертором, чтобы гарантировать, что входы S и R не могут одновременно иметь высокий или низкий уровень. Эта простая модификация предотвращает как неопределенные, так и недопустимые состояния триггера SR. Входы S и R теперь заменены одним входом D, и все триггеры типа D имеют вход синхронизации.

    Эксплуатация.

    Пока на входе тактовой частоты низкий уровень, изменения на входе D не влияют на выходы.Таблица истинности на рис. 5.3.1 показывает это как состояние «безразличие» (X). Базовый триггер типа D, показанный на рис. 5.3.1, называется триггером типа D с запуском по уровню, потому что то, активен ли вход D или нет, зависит от логического уровня входа часов.

    При условии, что на входе CK высокий уровень (при логической 1), то какое бы логическое состояние ни было на D, появится на выходе Q и (в отличие от триггеров SR) Q всегда является инверсией Q).

    На рис. 5.3.1, если D = 1, то S должно быть 1, а R должно быть 0, поэтому Q устанавливается в 1.

    или

    Если D = 0, то R должно быть 1, а S должно быть 0, в результате чего Q сбрасывается на 0.

    Защелка данных

    Название Data Latch относится к триггеру типа D, который запускается по уровню, так как данные (1 или 0), появляющиеся в D, могут удерживаться или « фиксироваться » в любое время, пока вход CK находится на высоком уровне (логика 1).

    Как видно из временной диаграммы, показанной на рисунке 5.3.2, если данные в D изменяются в течение этого времени, выход Q принимает тот же логический уровень, что и D.

    Рис. 5.3.2 Временная диаграмма для триггера типа D, запускаемого по уровню

    Сквозная пульсация

    Рис. 5.3.2 также иллюстрирует возможную проблему с триггером типа D, срабатывающим по уровню; если есть изменения в данных в течение периода, когда тактовый импульс находится на высоком уровне, логическое состояние в Q изменяется в соответствии с D, и « запоминает » только последнее входное состояние, которое произошло во время тактового импульса (период RT в Рис. 5.3.2). Этот эффект называется «сквозная пульсация», и хотя он позволяет использовать триггер типа D, запускаемый по уровню, в качестве переключателя данных, разрешая передачу данных только от D к Q, пока CK удерживается на логической 1, это не может быть желательным свойством во многих типах схем.

    Рис. 5.3.3 Триггер типа D, запускаемый по фронту, с установкой и сбросом

    Триггер типа D с функцией Edge Triggered

    К счастью, пульсацию можно в значительной степени предотвратить с помощью триггера типа D с запуском по краю, показанного на рис. 5.3.3.

    Тактовый импульс, подаваемый на триггер, сокращается до очень узкого положительного тактового импульса длительностью всего около 45 нс за счет использования логического элемента И и подачи тактового импульса непосредственно на вход ‘a’, но с задержкой его поступления на вход ‘b ‘, пропустив его через 3 инвертора.Это инвертирует импульс, а также задерживает его на три задержки распространения (около 15 нс на затвор инвертора для затворов серии 74HC). Таким образом, логический элемент И создает логическую единицу на своем выходе только в течение 45 нс, когда оба ‘a’ и ‘b’ находятся на логической 1 после нарастающего фронта тактового импульса.

    Синхронные и асинхронные входы

    Дальнейшее уточнение на рис. 5.3.3 — добавление двух дополнительных входов SET и RESET, которые фактически являются исходными входами S и R базового триггера SR, активируемого низким уровнем.

    Рис. 5.3.4 Триггер типа D с запуском по фронту

    Обратите внимание, что теперь есть небольшая разница между активными низкими входами Set (S) и Reset (R) и входом D. Вход D СИНХРОННЫЙ, то есть его действие синхронизировано с часами, но входы S и R являются АСИНХРОННЫМИ, т.е. их действие НЕ синхронизировано с часами. Входы SET и RESET на рис. 5.3.4 являются «активными при низком уровне», что показано кружками инверсии на входах S и R, что указывает на то, что они на самом деле являются S и R.

    Триггер срабатывает по положительному фронту, что показано на входе CK на рис. 5.3.4 символом клина. Клин, сопровождаемый инверсионным кругом, будет указывать на срабатывание по отрицательному (спадающему) фронту, хотя это обычно не используется на триггерах типа D.

    Рис. 5.3.5 Типичные условные обозначения для триггеров с торцевым запуском типа D

    Временная диаграмма

    «Триггер типа D, запускаемый по фронту, с асинхронной предустановкой и возможностью сброса», хотя и был разработан на основе базового триггера SR, становится очень универсальным триггером с множеством применений.Временная диаграмма, иллюстрирующая действие устройства, запускаемого по положительному фронту, показана на рис. 5.3.5.

    На положительных фронтах тактовых импульсов a и b на входе D высокий уровень, поэтому Q также высокий.

    Непосредственно перед импульсом c на входе D устанавливается низкий уровень, поэтому на положительном фронте импульса c Q становится низким.

    Между импульсами c и d асинхронный вход S переходит в низкий уровень и сразу устанавливает высокий уровень Q.

    Затем триггер игнорирует импульс d, пока S имеет низкий уровень, но поскольку S возвращается в высокое состояние, а D также вернулся в свое высокое состояние до импульса e, Q остается высоким во время импульса e.

    На положительном фронте импульса h остается низкий уровень входа D, сохраняя низкий уровень Q, но между импульсами h и i вход S становится низким, подавляя любое действие D и немедленно делая Q высоким.

    D все еще имеет высокий уровень на положительном фронте импульса f, и поскольку триггер запускается по положительному фронту, изменение логического уровня D во время импульса f игнорируется до тех пор, пока не появится положительный фронт импульса g, который сбрасывает Q на его низкий уровень.

    Тактовый импульс i снова игнорируется, так как S находится в активном низком состоянии, а Q остается на высоком уровне под управлением S до момента непосредственно перед импульсом j.На положительном фронте импульса j вход D восстанавливает управление, но, поскольку D высокий, а Q уже высокий, выход Q не изменяется.

    Наконец, непосредственно перед импульсом k, вход асинхронного сброса (R) переходит в низкий уровень и сбрасывает Q на низкий уровень (логический 0), что снова заставляет вход D игнорироваться.

    Триггер типа D, запускаемый по фронту Резюме:

    • При положительном фронте импульса CK Q примет тот же уровень, что и вход D, если только один из асинхронных входов не имеет управления.

    • Логический 0 на асинхронном входе S в любой момент приведет к тому, что Q будет установлен на логическую 1 с момента, когда S перейдет в низкий уровень, до тех пор, пока первый импульс CK после S не вернется к логической 1.

    • Логический 0 на асинхронном входе R приведет к сбросу Q до логического 0 с момента, когда R перейдет в низкий уровень, до тех пор, пока первый импульс CK после R не вернется к логической 1.

    • Действие асинхронных входов отменяет любое действие входа D.

    • Оба асинхронных входа не должны иметь низкий уровень одновременно, так как Q и ​​Q будут иметь логическую 1.Это недопустимое состояние.

    Рис. 5.3.6 Триггер ведущего ведомого типа D

    Триггер ведущего ведомого устройства типа D

    Еще одна версия триггера типа D показана на рис. 5.3.6, где два триггера типа D объединены в одно устройство, это триггер типа D ведущий-ведомый. Условные обозначения схемы для устройства ведущий-ведомый очень похожи на символы для триггеров с триггером, запускаемым по краю, но теперь разделены на две части пунктирной линией, как также показано на рис.3.6.

    FF1 (главный триггер) — это устройство, запускаемое по положительному фронту, и инвертированная версия импульса CK подается с основного входа CK на FF2 (ведомый), также запускается по положительному фронту. Обратите внимание, что хотя входы тактовых импульсов на символах схемы предполагают, что это устройство, запускаемое по отрицательному фронту, данные фактически берутся в FF1 на ПОЛОЖИТЕЛЬНОМ фронте импульса CK. Данные, конечно, также появляются в q1 в это время, но поскольку импульс CK инвертируется в ck2, FF2 одновременно видит спад, поэтому игнорирует данные на d2.

    После положительного фронта внешнего импульса CK, FF1 игнорирует любые дальнейшие данные в D, а на отрицательном фронте внешнего импульса CK данные, хранящиеся в q1, принимаются на вход d2 FF2, который теперь видит положительный фронт инвертированного импульса CK. Поэтому данные вводятся в D на положительном переднем (переднем) фронте CK-импульса, а затем появляются в Q на отрицательном переднем (заднем) фронте CK-импульса.

    Рис. 5.3.7 Временная диаграмма для триггера ведущий-ведомый типа D

    Рассматривая главный ведомый триггер как единое устройство, взаимосвязь между входом тактовой частоты (CK) и выходом Q действительно выглядит как устройство, запускаемое по отрицательному фронту, поскольку любое изменение на выходе происходит на заднем фронте тактовой частоты. пульс.Однако, как показано на рис. 5.3.7, на самом деле это не запуск по отрицательному фронту, потому что данные, появляющиеся в Q, когда тактовый импульс возвращается к логическому 0, на самом деле являются данными, которые присутствовали на входе D на RISING фронте CK. пульс. Любые дальнейшие изменения, которые могут произойти в данных на входе D во время тактового импульса, игнорируются. Триггеры типа «ведущий-ведомый» типа D также доступны с асинхронными входами S и R, что делает их действительно универсальным устройством.

    Переключатель-триггер

    Рис.5.3.8 Тип D с запуском по фронту, преобразованный в триггер

    Перекидные триггеры являются основными компонентами цифровых счетчиков, и все устройства типа D могут быть адаптированы для такого использования. Когда для подсчета используется электронный счетчик, фактически подсчитываются импульсы, появляющиеся на входе CK, которые могут быть либо регулярными импульсами, полученными от внутренних часов, либо они могут быть нерегулярными импульсами, генерируемыми каким-либо внешним событием.

    Когда тумблерный триггер используется в качестве одного из каскадов счетчика, его выход Q переходит в противоположное состояние (переключается) на высокий или низкий уровень на каждом тактовом импульсе.Большинство триггеров, срабатывающих по фронту, можно использовать в качестве триггеров с переключением, включая тип D, который можно преобразовать в триггеры с переключением с простой модификацией. Теоретически все, что необходимо для преобразования типа D, запускаемого фронтом, в тип T, — это подключить выход Q непосредственно к входу D, как показано на рис. 5.3.8. Фактический ввод теперь — СК. Эффект от этого режима работы также показан на временной диаграмме на рис. 5.3.8 с использованием триггера D-типа, запускаемого положительным фронтом.

    Переключение работы триггера

    Предположим, что изначально CK и Q = 0.Тогда Q и D должны быть 1. На переднем фронте импульса CK логическая 1 в D разрешается в триггер, а в конце задержки распространения триггера появляется в Q, а Q меняется на логический 0 одновременно.

    Этот логический 0 теперь возвращается обратно в D, но важно, чтобы он не сразу принимался на вход D, иначе могут возникнуть колебания, когда D постоянно изменяется между 1 и 0. Однако из-за задержки распространения триггера, когда логический 0 из Q поступает в D, очень короткий период запуска по фронту завершится, и изменение данных в D будет проигнорировано.

    При следующем нарастающем фронте CK синхросигнала 0 в D теперь переходит на Q, снова создавая Q и D логической 1. Таким образом, выход Q триггера переключается на каждом положительном фронте импульса CK.

    Поскольку выход Q меняет состояние при каждом нарастающем фронте тактового импульса, период 0 и период 1 выхода Q всегда будут иметь одинаковую длину, а на выходе будет прямоугольная волна с отношением метки к пространству 1: 1, его частота будет вдвое меньше, чем у CK.

    Чтобы использовать триггеры-переключатели в качестве простых двоичных счетчиков, несколько триггеров-переключателей могут быть подключены каскадом, при этом выход Q первого триггера в серии должен быть подключен к входу CK следующего триггера. флоп и так далее.Это тоже принцип частотного деления. Как именно счетчики и делители могут быть построены из триггеров, объясняется в модуле последовательной логики 5.6.

    Время передачи данных

    Однако на практике использование прямой обратной связи от Q к D может вызвать проблемы, поскольку для обеспечения стабильной работы и предотвращения нежелательных колебаний в любой цифровой схеме важно, чтобы любые изменения логического уровня, происходящие в D, были стабильными, ( без перерегулирования, звона и т. д.) и на допустимом логическом уровне в течение короткого периода до и после того, как тактовый сигнал вызывает изменение. Эти периоды называются временем установки и удержания.

    Рис. 5.3.9 Синхронизация времени установки и удержания логики

    Хотя легко представить, что тактовый сигнал инициирует изменение в определенное время, например когда возникает его нарастающий фронт, данные фактически синхронизируются на входе D, когда форма сигнала CK достигает определенного уровня напряжения. В затворах серии 74HC этот уровень составляет 50% от V DD , как показано на рисунке 5.3.9. Это показывает в расширенных временных деталях переходы, происходящие на входах D и CK триггера, запускаемого положительным фронтом.

    Чтобы гарантировать правильный запуск, важно, чтобы данные на входе D установились на допустимый логический уровень до того, как тактовый сигнал инициирует какое-либо изменение. Следовательно, должно пройти некоторое время с того момента, когда вход D впервые станет действительным, чтобы дать время для любого медленного нарастающего импульса, любого выброса или звонка до того, как тактовый импульс произведет выборку логического уровня.

    Например, время между точкой (a) на рис. 5.3.9, где D изначально падает ниже 50% от V DD , и временем, когда CK повышается до своего порогового значения срабатывания 50% V DD (точка b ) называется временем настройки (t setup или t su ), а в микросхемах серии 74HC оно обычно составляет от 5 до 15 нс.

    После точки запуска должен быть следующий период (от b до c на рис. 5.3.9), в течение которого данные в D должны оставаться на том же допустимом логическом уровне, чтобы гарантировать, что правильный логический уровень был принят.Это время называется временем удержания (t hold или t h ) и обычно составляет около 3 нс в ИС серии 74HC.

    В схемах с последовательной логикой точная синхронизация жизненно важна. При проектировании схемы необходимо учитывать не только время установки и удержания, но также время распространения логических элементов или триггеров на каждом пути, по которому цифровой сигнал проходит через схему. Неспособность установить правильное время может привести к таким проблемам, как «сбои», то есть внезапные резкие выбросы, поскольку такое устройство, как триггер, мгновенно производит переход с одного логического уровня на другой и обратно.Такие сбои могут быть очень короткими (несколько наносекунд), но достаточными для переключения другого устройства на неверный логический уровень.

    В таких устройствах, как триггеры, использующие как запуск, так и обратную связь, неправильная синхронизация также может привести к нестабильности и нежелательным колебаниям. Избежание таких проблем является основной причиной использования устройств запуска по фронту и устройств «ведущие ведомые».

    ИС для триггеров типа D

    Список микросхем триггеров типа D представлен ниже.

    Триггеры по краю

    Триггеры по краям

    Триггерные изменения, запускаемые фронтом состояния либо на положительном фронте (нарастающий фронт), либо на отрицательном фронте (задний фронт) тактового импульса на входе управления.Три основных здесь представлены типы: S-R, J-K и D.

    Щелкните один из следующих типов триггеров. Тогда
    его логический символ будет показан слева. Обратите внимание на маленький
    треугольник, называемый динамическим входом индикатор — это индикатор
    , используемый для идентификации триггера, запускаемого фронтом.

    Положительное срабатывание фронта (без пузыря на входе Clock):
    S-R, J-K и D.

    Срабатывание по отрицательному фронту (с пузырь на входе Clock):
    S-R, J-K и D.

    Входы S-R, J-K и D называются синхронными входами, потому что данные на этих входах передается на выход триггера только по фронту срабатывания часов Импульс. С другой стороны, прямой набор (SET) и входы clear (CLR) называются асинхронными входами, поскольку они влияют на состояние триггера не зависит от часов.Для синхронного для правильной работы эти асинхронные входные данные должны быть сохранены НИЗКИЙ.

    Триггер S-R с синхронизацией по фронту

    Основные операции показаны ниже вместе с таблица истинности для этого типа триггеров. Таблица операций и истинности для триггеры, срабатывающие по отрицательному фронту, такие же, как и для положительных, за исключением что задний фронт тактового импульса является запускающим край.

    Поскольку S = 1, R = 0. Триггерные УСТАНОВКИ на восходящих часах край.
    Обратите внимание, что входы S и R могут быть изменены в любое время, когда вход часов — НИЗКИЙ или ВЫСОКИЙ (за исключением очень короткого интервала вокруг запускающий переход часов), не влияя на выход. Это проиллюстрировано на временной диаграмме ниже:

    Триггер J-K с синхронизацией по фронту

    Триггер JK работает очень похоже на триггер S-R.Единственная разница в том, что у этого триггера НЕТ недопустимого состояния. Выходы переключаются (переключение на противоположное). состояние), когда оба входа J и K находятся в ВЫСОКОМ состоянии. Показана таблица истинности ниже.

    Триггер D с синхронизацией по фронту

    D-триггер работает намного проще. Это имеет только один вход к часам. Это очень полезно, когда один бит данных (0 или 1) должен быть сохранен. Если на D высокий при подаче тактового импульса триггер устанавливает и сохраняет значение 1.Если при подаче тактового импульса на входе D присутствует LOW, триггер сбрасывает и сохраняет 0. Таблица истинности ниже суммирует операции положительного запускаемого фронтом D-триггера. Как и раньше, триггер, запускаемый отрицательным фронтом, работает так же, за исключением того, что спадающий фронт синхроимпульса — это запускающий фронт.

    9.4: Триггерный триггер по краю — разработка LibreTexts

    1. Последнее обновление
    2. Сохранить как PDF
    Без заголовков

    Триггер, запускаемый по фронту (или просто триггер в этом тексте) — это модификация защелки, которая позволяет состоянию изменяться только в течение небольшого периода времени, когда тактовый импульс изменяется с 0 на 1.Считается, что он запускается по фронту тактового импульса, и поэтому называется триггером , запускаемым по фронту, . Триггер может запускаться по переднему фронту (0-> 1 или триггер по положительному фронту) или по заднему фронту (1-> 0 или триггер по отрицательному фронту). Все триггеры в этом тексте будут триггерами с положительным фронтом.

    Концепция триггера заключается в том, что ток, протекающий в цепи, не является мгновенным, но всегда имеет небольшую задержку в зависимости от размера цепи, ворот, которые он должен пересечь, и т. Д.false) всегда ложно, поэтому эта схема всегда должна выдавать 0 на выходе. Однако, поскольку существует небольшая, но присутствующая задержка тока, проходящего через вентиль НЕ, существует небольшой, но конечный период времени, когда два входа логического элемента И оба будут равны 1 (когда часы переходят с 0 на 1). , и выход схемы будет 1.

    Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Нарастающий фронт с малой задержкой

    Это время Δt показано на прямоугольной диаграмме на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).Это время называется запуском по нарастающему фронту, и именно в течение этого временного интервала вышеупомянутая схема будет иметь значение 1.

    Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Время запуска по фронту в прямоугольной волне

    Эту короткую задержку можно использовать для изменения схемы так, чтобы она изменялась только во время этого кратковременного запуска по фронту. Поскольку Δt меньше, чем любая комбинационная логика, это устраняет необходимость создания второй защелки для поддержания допустимого состояния. Схема, реализующая эту концепцию, показана на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).

    Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): иллюстративный пример D-триггера

    Проблема со схемой на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) заключается в том, что она не может гарантировать, что временная задержка, вызванная триггером по фронту, достаточна для того, чтобы логика защелки могла получить правильное состояние. Схема на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) является настоящей реализацией триггера. Хотя он кажется намного более сложным, чем реализация на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), он оставлен в качестве упражнения, чтобы показать, что он содержит точно такое же количество вентилей, что и в приведенном выше примере.

    Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Фактическая реализация D-триггера

    Из-за проблемы, известной как противодействие, трудно изобразить изолированный триггер в виде схемы. Таким образом, в этой главе не рассматривается триггер. Однако триггер будет использоваться как часть схем в главе 10.

    В чем разница между срабатыванием по фронту и по уровню

    Основное различие между запуском по фронту и по уровню состоит в том, что при запуске по фронту выходной сигнал последовательной схемы изменяется в течение периода высокого или низкого напряжения, в то время как при запуске по уровню выходной сигнал последовательной схемы изменяется во время переходов от высокое напряжение к низкому напряжению или низкое напряжение к высокому напряжению.

    В последовательной схеме выход изменяется в зависимости от срабатывания триггера. Существует два типа запуска: запуск по фронту и запуск по уровню. В тактовом импульсе или сигнале есть два уровня. Один — высокое напряжение (V H ), а другой — низкое напряжение (V L ). Кроме того, эти уровни напряжения помогают определить тип срабатывания.

    Основные зоны покрытия

    1. Что такое Edge Triggering
    — Определение, функциональность
    2.Что такое запуск по уровню
    — Определение, функциональность
    3. Разница между запуском по фронту и по уровню
    — Сравнение основных различий

    Ключевые термины

    Запуск по фронту, запуск по уровню, последовательный контур

    Что такое Edge Triggering

    В последовательной схеме, если выходной сигнал изменяется при переходе сигнала с высокого уровня на низкий или с низкого уровня на высокий уровень, мы называем это запуском по фронту.Здесь фронт, который изменяет напряжение с низкого уровня на высокий уровень, называется нарастающим фронтом (положительным фронтом). И фронт, который изменяет напряжение с высокого уровня на низкий уровень, называется задним фронтом (отрицательным фронтом).

    Таким образом, когда событие запускается по переднему или заднему фронту, мы называем это запуском по фронту. Например, предположим, что светодиод загорается в соответствии с срабатыванием фронта. В этом случае светодиод загорается каждый раз, когда сигнал переходит с низкого напряжения на высокое.Взяв несколько примеров; Триггеры S-R, триггеры JK и D-триггеры — вот некоторые общие примеры триггеров с запуском по краю.

    Что такое запуск по уровню

    В последовательной схеме, если выходной сигнал изменяется в течение периода высокого или низкого напряжения, это называется запуском по уровню. Другими словами, выходной сигнал изменяется в течение периода высокого или низкого напряжения, а не во время фронтов, как при срабатывании фронта.

    Таким образом, когда событие запускается на уровне часов, мы называем это запуском уровня.Предположим, что светодиод загорается в соответствии с срабатыванием уровня. Светодиод может включиться в любой момент при высоком напряжении. Другими словами, событие запускается всякий раз, когда встречается уровень часов. Рассмотрение примеров; Защелка SR и защелка D — это некоторые примеры защелок с срабатыванием уровня.

    Разница между срабатыванием по фронту и по уровню

    Определение

    Запуск по фронту — это тип запуска, который позволяет схеме становиться активной при положительном или отрицательном фронте тактового сигнала.Напротив, запуск по уровню — это тип запуска, который позволяет схеме становиться активной, когда тактовый импульс находится на определенном уровне.

    Функциональность

    При запуске по фронту событие происходит на переднем или заднем фронте, тогда как при запуске по уровню событие происходит во время высокого или низкого уровня напряжения. Таким образом, это основное различие между запуском по фронту и по уровню.

    Приложения

    Кроме того, еще одно различие между запуском по фронту и по уровню заключается в том, что триггеры работают в соответствии с запуском по фронту, тогда как защелки работают в соответствии с запуском по уровню.

    Заключение

    Вкратце, есть два типа запуска в последовательных цепях. Результаты запуска могут изменить выходной сигнал схемы. Основное различие между запуском по фронту и по уровню заключается в том, что при запуске по фронту выходной сигнал последовательной схемы изменяется в течение периода высокого напряжения или периода низкого напряжения, в то время как при запуске по уровню выходной сигнал последовательной схемы изменяется во время переходов от высокого напряжения к периоду низкого напряжения. низкое напряжение или низкое напряжение до высокого напряжения.

    Ссылки:

    1. Вьетнамки с торцевым триггером, доступны здесь.
    2.TutorialsPoint. TutorialsPoint, доступный здесь.

    Изображение предоставлено:

    1. «Тактовый сигнал» Автор Dolicom — собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia

    Триггерные схемы

    Цифровая лаборатория> Триггерные схемы

    D Триггер

    J-K Триггерный двоичный счетчик

    8-разрядный регистр сдвига

    D Триггер

    Защелка — это базовое запоминающее устройство для хранения одного бита информации.Это последовательная электронная схема, которая не имеет входа ЧАСОВ и меняет состояние выхода только в ответ на ввод данных.

    Триггер — это запоминающее устройство с тактовым управлением. Он отличается от защелки тем, что имеет вход управляющего сигнала (ЧАСЫ). Он сохраняет состояние входа и выводит сохраненное состояние только в ответ на сигнал ЧАСЫ. Если триггер принимает свои входные данные при переходе от L к H (от H к L), он запускается по положительному фронту (отрицательному фронту).

    Триггер используется для хранения одного бита информации.Соединяя несколько триггеров вместе, они могут хранить данные, которые могут представлять состояние секвенсора, значение счетчика, символ ASCII в памяти компьютера или любую другую информацию.

    D Триггер — один из наиболее часто используемых триггеров. Для триггера D с положительным фронтом его выход Q следует за входом D только при каждом переходе с L на H для CLOCK, в противном случае Q остается неизменным. На рисунке 1 показана временная диаграмма D-триггера с положительным фронтом, а в таблице 1 приведена его таблица истинности.

    Рисунок 1: Временная диаграмма D-триггера с положительным фронтом

    Таблица 1: D Триггерная таблица истинности

    SET и RESET — два дополнительных входа для отмены тактовой работы D-триггера. Для работы D-триггера значения SET и RESET должны быть 1.

    Первый электронный триггер был изобретен в 1919 году. Четыре типа триггеров обычно используются в синхронизированных последовательных системах: они называются T-триггером, SR-триггером, JK-триггером и D. Резкий поворот.


    Двоичный счетчик-триггер J-K

    Счетчик — это устройство, которое хранит (и иногда отображает) количество раз, когда произошло конкретное событие, часто в связи с сигналом ЧАСОВ. В электронике счетчики могут быть довольно легко реализованы с использованием запоминающих устройств, таких как триггеры.

    J-K Flip-flop — один из наиболее часто используемых вьетнамок. Таблица 1 представляет собой таблицу истинности JK-триггера с отрицательным фронтом.

    Таблица 2: Таблица истинности J-K Flip-flop

    На рисунке 2 четыре JK-триггера с запуском по отрицательному фронту подключены в каскадном режиме (выход Q одного триггера соединен с входом CLOCK следующего триггера) для формирования двоичного счетчика.Входы J и K каждого триггера всегда равны 1, в соответствии с таблицей истинности триггер меняет свое состояние при каждом переходе с H на L своих ЧАСОВ.

    Рисунок 1: Временная диаграмма счетчика J-K Flip-flop

    В этом двоичном счетчике выходы от A до D представляют 4-битное двоичное число, в котором A — это младший бит, а D — старший бит.

    4-битное двоичное число увеличивается на единицу в каждом цикле ЧАСОВ. Счетчик идет от (0) 10 до (15) 10, а затем возвращается к (0) 10, таблица 3.

    Десятичное Двоичное
    D C B A
    0 0 0 0 0
    1 0 0 0 1
    2 0 0 1 0
    3 0 0 1 1
    4 0 1 0 0
    5 0 1 0 1
    6 0 1 1 0
    7 0 1 1 1
    8 1 0 0 0
    9 1 0 0 1
    10 1 0 1 0
    11 1 0 1 1
    12 1 1 0 0
    13 1 1 0 1
    14 1 1 1 0
    15 1 1 1 1

    Таблица 3: Таблица истинности 4-битного двоичного счетчика


    8-битный регистр сдвига

    Регистр — это устройство для хранения данных в цифровых схемах.Регистр — это набор из двух или более триггеров с общим входом ЧАСОВ. Регистры часто используются для хранения набора связанных битов, например байта данных в компьютере.

    Регистр сдвига — это многобитовый регистр, который сдвигает свои сохраненные данные на одну битовую позицию при каждом переходе ЧАСОВ. В регистре сдвига группа триггеров связана таким образом, что выход триггера соединяется со входом следующего. В результате данные сдвигаются вниз по строке при активации ЧАСОВ.

    Для 8-битного регистра сдвига при каждом переходе ЧАСОВ от L к H регистр сдвига считывает входные ДАННЫЕ и передает их на выход A0. Каждое предыдущее значение битов с A0 по A6 сдвигается в следующий бит (то есть с A0 на A1, с A1 на A2,…, с A6 на A7), а значение A7 сдвигается из регистра. Таблица 4 иллюстрирует эту операцию.

    A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
    Начальные состояния 0 0 0 0 0 0 0 0
    Тактовый цикл 1 1 0 0 0 0 0 0 0
    Тактовый цикл 2 0 1 0 0 0 0 0 0
    Тактовый цикл 3 0 0 1 0 0 0 0 0
    Тактовый цикл 4 0 0 0 1 0 0 0 0
    Тактовый цикл 5 0 0 0 0 1 0 0 0
    Тактовый цикл 6 0 0 0 0 0 1 0 0
    Тактовый цикл 7 0 0 0 0 0 0 1 0
    Тактовый цикл 8 0 0 0 0 0 0 0 1

    Таблица 4: Процесс сдвига регистра сдвига за 8 тактов

    Регистры сдвига могут иметь комбинацию последовательных и параллельных входов и выходов.Последовательный ввод означает, что устройство считывает данные побитно, а параллельный вывод означает, что все выходные биты представлены одновременно. Например, регистр сдвига с последовательным входом и параллельным выходом — это регистр, который считывает данные бит за битом и одновременно представляет выходные биты.

    Одним из наиболее распространенных способов использования регистра сдвига является преобразование между последовательным и параллельным интерфейсами. Это полезно, поскольку многие схемы работают с группами битов параллельно, но последовательные интерфейсы построить проще.

    Регистр сдвига может использоваться как простая схема задержки. На разных выходах (от A0 до A7) ДАННЫЕ задерживаются на разные тактовые циклы.

    Цифровая лаборатория> Триггерные схемы

    Общие сведения о синдроме раздраженного кишечника с диареей (также известный как СРК-D)

    Что такое синдром раздраженного кишечника с диареей (СРК-Д)?

    Синдром раздраженного кишечника (СРК) — распространенное желудочно-кишечное заболевание, поражающее 7–21% населения в целом. Это связано с болью или дискомфортом в животе, вздутием живота и изменением частоты и / или формы стула.СРК-Д — это тип СРК, при котором симптомы вздутия живота или боли в животе возникают вместе с жидким стулом, который часто бывает жидким или более частым, чем обычно.

    Кто заболевает IBS-D?

    IBS-D может поражать любой пол и любую возрастную группу, но молодые женщины страдают чаще, чем мужчины или пожилые люди.

    Что вызывает СРК-Д?

    Причина СРК-Д неизвестна. Вероятно, существует несколько факторов. Здесь обсуждаются некоторые из различных возможностей.

    У некоторых пациентов быстрое сокращение кишечника может вызывать как боль, так и более быстрое движение стула.Это дает кишечнику меньше времени для поглощения воды из переваренного вещества, что приводит к жидкому или водянистому стулу.

    По неясным причинам у некоторых пациентов СРК-Д развивается в результате перенесенной кишечной инфекции. Когда это происходит, это называется постинфекционным СРК. Это может продолжаться в течение недель, месяцев или даже лет после кишечной инфекции.

    Также возможно, что чувствительность или аллергия на определенные продукты могут иметь значение для некоторых людей с СРК-Д. Многие пациенты имеют симптомы после употребления определенных пищевых ингредиентов, таких как глютен или лактоза.В этих случаях отказ от продуктов, содержащих эти ингредиенты, может улучшить симптомы. К сожалению, обычное тестирование на аллергию не является надежным способом определить, вызывают ли симптомы СРК определенные продукты.

    У некоторых пациентов с СРК более чувствительный кишечник, и они чувствуют боль или дискомфорт от газов или кишечных сокращений больше, чем большинство людей.

    Недавнее исследование показало, что изменение типа или количества нормальных бактерий, живущих в кишечнике, может способствовать развитию симптомов СРК-Д.

    Наконец, хотя считается, что стресс и тревога не вызывают СРК-Д, они могут играть важную роль в ухудшении симптомов.

    Каковы симптомы СРК-Д?

    Для СРК типичны частые боли или дискомфорт в животе вместе с измененными привычками кишечника. Люди с СРК часто сообщают, что эти симптомы в той или иной степени присутствуют в течение многих месяцев или лет. Боль обычно описывается как спазмы в животе, которые приходят и уходят, которые часто проходят после дефекации.При СРК-Д стул обычно жидкий и частый, иногда со слизью и бывает в течение дня, когда пациент бодрствует.

    Диарея, которая часто пробуждает человека ото сна, не типична для СРК-Д, и о ней следует сообщить врачу.

    Вздутие живота также часто встречается у людей с СРК-Д. Симптомы, не связанные с кишечником, также могут возникать как часть этого синдрома, например, проблемы с сексуальной функцией, нерегулярные менструальные периоды, повышенная или более острая потребность в мочеиспускании или боль в других частях тела.

    Триггеры боли и диареи варьируются от пациента к пациенту и могут включать прием пищи или стресс.

    Как врачи диагностируют СРК-Д?

    Диагноз основывается на тщательном анамнезе и медицинском осмотре. Врачи используют инструмент под названием Римские критерии, список конкретных симптомов и факторов, которые могут помочь определить, есть ли у кого-то СРК-Д. Наиболее важные из этих критериев включают наличие боли или дискомфорта в животе и изменение привычек кишечника. Не существует лабораторных тестов или визуальных исследований, которые могли бы подтвердить диагноз СРК-Д.Но может потребоваться ограниченное тестирование (например, анализ крови или визуализация), чтобы убедиться, что симптомы не вызваны каким-либо другим заболеванием.

    Как лечить СРК-Д?

    IBS-D не опасен для жизни. Однако это может повлиять на качество жизни человека. Лечения нет, поэтому цель лечения — максимально уменьшить симптомы. Некоторые методы лечения могут быть направлены на облегчение неприятных симптомов СРК-Д, таких как боль в животе, дискомфорт или вздутие живота.Другие методы лечения могут быть направлены на улучшение функции кишечника. Лечение включает изменение образа жизни, диетические изменения, психосоциальную терапию и лекарства.

    Диетическая терапия: У некоторых пациентов с СРК-Д легкой степени тяжести изменение образа жизни и диеты может полностью контролировать симптомы. Конкретные продукты, вызывающие симптомы, сильно различаются от пациента к пациенту. Не существует надежных тестов для определения того, какие продукты могут вызывать симптомы, но некоторые продукты, содержащие лактозу или глютен, являются обычными проблемными продуктами для людей с СРК-Д.Для таких людей отказ от этих продуктов может улучшить симптомы.

    Для других людей непросто понять, какие продукты могут «вызывать» их симптомы. В этих случаях симптомы могут улучшиться с помощью диеты с низким содержанием FODMAP (ферментируемых олигосахаридов, дисахаридов, моносахаридов и полиолов) или продуктов с низким содержанием сахара, называемого фруктозой (который содержится во многих типах фруктов). Может помочь отказ от продуктов, которые, как известно, вызывают повышенное газообразование, таких как лук, сельдерей, морковь, фасоль, чернослив, пшеница, алкоголь или кофеин.

    Этим диетам нелегко следовать. При попытке придерживаться диеты, исключающей целые типы или группы продуктов, часто бывает полезно поработать с диетологом, чтобы убедиться, что ограниченная диета безопасна и питательна.

    Медикаментозная терапия: Если симптомы не улучшаются, несмотря на изменения в диете, есть несколько видов лекарств, которые могут помочь.

    Лекарства от дискомфорта в животе:

    Спазмолитики — это группа лекарств, которые, как считается, расслабляют гладкие мышцы кишечника.Они обычно используются для лечения СРК. Эти лекарства могут уменьшить боль, вздутие живота и необходимость срочно сходить в туалет. Обычно назначаемые спазмолитики включают дицикломин и гиосциамин. Было обнаружено, что безрецептурные препараты масла мяты перечной также обладают аналогичными преимуществами.

    Лекарства для улучшения работы кишечника:

    Людям, основным симптомом которых является диарея, в первую очередь рекомендуются пищевые добавки с клетчаткой. Клетчатка может улучшить форму стула и сделать его менее жидким или водянистым.Противодиарейные препараты, такие как лоперамид, также уменьшают диарею. Эти лекарства замедляют сокращения кишечника, давая кишечнику больше времени для поглощения воды из переваренной пищи. Это уменьшает объем и частоту стула и делает стул более твердым.

    Желчь, вещество, вырабатываемое печенью, попадает в верхнюю часть тонкой кишки. Большая часть желчи реабсорбируется по мере продвижения вниз по тонкой кишке. Если недостаточно желчи реабсорбируется до того, как она достигнет толстой кишки (толстой кишки), это может вызвать диарею.У некоторых пациентов с СРК-Д для уменьшения диареи можно использовать лекарство, связывающее лишнюю желчь.

    Для людей с СРК-Д, у которых симптомы не исчезают, несмотря на попытки некоторых из вышеупомянутых методов лечения, есть другие медицинские возможности, включая антибиотики и лекарства для блокирования боли, особенно в кишечнике.

    Пробиотики

    Бактерии естественным образом присутствуют в кишечнике или «кишечнике» человека и играют важную роль в нормальном здоровье и функционировании кишечника.«Пробиотические» продукты — это продукты или таблетки, содержащие живые бактерии, которые могут способствовать здоровью кишечника. Иногда их рекомендуют с целью изменения типа кишечных бактерий в кишечнике. Иногда это может уменьшить дискомфорт в животе, вздутие живота и газы от СРК-Д. Эксперты не уверены в общей пользе пробиотиков для людей с СРК; также неизвестны наиболее полезные типы и количество пробиотических продуктов или добавок.

    Антибиотики — еще один способ изменить популяцию бактерий в кишечнике.Хотя антибиотики иногда облегчают симптомы СРК, частое их использование связано с потенциальными рисками. Если антибиотики используются слишком часто, они могут стать менее эффективными, а риск развития серьезных инфекций возрастет. Эти риски снижаются при использовании неабсорбируемого антибиотика, такого как рифаксимин, который показал некоторую пользу при лечении СРК-Д.

    Наконец, стресс и тревога играют важную роль в некоторых случаях СРК-Д. Если это известный триггер симптомов, лучше открыто обсудить их со своим лечащим врачом и другими лицами, осуществляющими уход, чтобы найти способы уменьшить стресс и беспокойство.Врачи также могут порекомендовать антидепрессанты для уменьшения симптомов.

    Когда мне следует обратиться к врачу?

    Если у вас есть хронические симптомы диареи и дискомфорта, обратитесь к врачу за диагностикой и планом лечения, которые помогут уменьшить симптомы и управлять ими, улучшить работу кишечника и повысить комфорт. Такой план может улучшить качество вашей жизни.

    Кроме того, если вы регулярно принимаете безрецептурные лекарства для уменьшения симптомов, вам следует проконсультироваться с врачом, чтобы определить лучший курс лечения.

    Также сообщайте о дискомфорте в животе или симптомах, связанных с потерей веса, кровотечением, дефицитом железа (низкий уровень железа на основе анализов крови) или симптомами, которые начинаются после 50 лет. Сообщите своему врачу о любом личном или семейном анамнезе желудочно-кишечных заболеваний, таких как рак или воспалительное заболевание кишечника или глютеновая болезнь.

    Чтобы найти ближайшего к вам врача, который является членом Американского общества эндоскопии желудочно-кишечного тракта, используйте инструмент ASGE «Найди доктора».

    ASGE — Источник для колоноскопии и эндоскопии

    ВАЖНОЕ НАПОМИНАНИЕ: Предыдущая информация предназначена только для предоставления общей информации, а не в качестве окончательной основы для диагностики или лечения в каком-либо конкретном случае.Очень важно проконсультироваться с врачом по поводу вашего конкретного состояния.

    Продукты для синдрома раздраженного кишечника, которых следует избегать и триггеры

    Когда вы знаете, что может вызвать обострение ваших симптомов СРК, называемых триггерами, вы можете составить план, чтобы избежать их. Таким образом, вы сможете свести к минимуму проблемы с запором, диареей, болями в животе и вздутием живота.

    СРК у всех разный, но это может помочь отслеживать, как вы реагируете на наиболее распространенные триггеры симптомов, и научиться их предотвращать.

    1. Диета, вызывающая запор с СРК

    Некоторые продукты могут усугубить запор, связанный с СРК, в том числе:

    • Хлеб и крупы, приготовленные из очищенных (не цельных) зерен
    • Обработанные продукты, такие как чипсы и печенье
    • Кофе, газированные напитки и алкоголь
    • Диеты с высоким содержанием белка
    • Молочные продукты, особенно сыр

    Лучшая диета при запоре:

    • Постепенно увеличивайте потребление клетчатки на 2–3 грамма в день, пока вы не съедите 25 (для женщин) или 38 (для мужчин) граммов в сутки.Хорошие источники включают цельнозерновой хлеб и крупы, бобы, фрукты и овощи.
    • Ешьте умеренное количество продуктов с высоким содержанием заменителя сахара сорбита, таких как чернослив и чернослив.
    • Пейте много простой воды каждый день.

    Попробуйте молотое льняное семя. Можно посыпать им салаты и приготовленные овощи.

    2. Диета, инициирующая диарею при СРК

    Продукты, которые могут усугубить диарею, связанную с СРК, у некоторых людей включают:

    • Слишком много клетчатки, особенно нерастворимой, содержащейся в кожуре фруктов и овощей
    • Еда и напитки с шоколадом, алкоголем, кофеином, фруктозой или сорбитом
    • Газированные напитки
    • Обильные обеды
    • Жареные и жирные продукты
    • Молочные продукты, особенно у людей, которые не могут переваривать молочный сахар, лактозу, так называемая непереносимость лактозы
    • Продукты с пшеница для людей с аллергией или плохой реакцией на глютен.

    Лучший выбор диеты при диарее:

    • Ешьте умеренное количество растворимой клетчатки. Это увеличивает объем вашего стула. Хорошие источники — цельнозерновой хлеб, овес, ячмень, коричневый рис, цельнозерновые макаронные изделия, мякоть фруктов (не кожура) и сухофрукты.
    • Не ешьте продукты с противоположной температурой, такие как ледяная вода и горячий суп на пару, в одном приеме пищи.
    • Держитесь подальше от брокколи, лука и капусты. Они вызывают газы, которые могут ухудшить ваше самочувствие.
    • Ешьте меньшие порции.
    • Пейте воду за час до или после еды, а не во время еды.
    • Поговорите со своим врачом или диетологом, если вы подозреваете, что у вас аллергия на пшеницу.

    Чтобы облегчить симптомы вздутия живота и газов, старайтесь избегать продуктов с газом, таких как бобы, брюссельская капуста, зародыши пшеницы, изюм и сельдерей.

    3. Триггеры стресса и тревоги для СРК

    Стресс и тревога могут усугубить симптомы СРК. Беспокойство может исходить из множества источников, в том числе:

    • Работа
    • Поездка на работу
    • Проблемы дома
    • Проблемы с деньгами
    • Ощущение, что все вышло из-под вашего контроля

    Как справиться со стрессом:

    • Выбирайте здоровые привычки.Придерживайтесь хорошо сбалансированной диеты, которая помогает вашему СРК. Регулярно занимайтесь спортом и высыпайтесь.
    • Делайте что-нибудь веселое как можно чаще. Слушайте музыку, читайте, делайте покупки или прогуляйтесь.
    • Узнайте, как лучше успокоиться с помощью поведенческой терапии. Есть несколько типов: релаксационная терапия, биологическая обратная связь, гипнотерапия, когнитивно-поведенческая терапия и психотерапия.
    • Если вы чувствуете себя комфортно, поговорите с членами семьи, близкими друзьями, своим начальником или коллегами о своем СРК. Когда они знают, что происходит, они могут поддержать вас и лучше понять, как это влияет на вас.

    4. Лекарства, вызывающие СРК

    Некоторые препараты могут вызывать запор или диарею. У людей с СРК могут быть проблемы с:

    Как выбрать лучшие лекарства:

    • Поговорите со своим врачом о переходе на лекарство, которое не вызовет обострения ваших симптомов. Но спросите их, прежде чем перестанете принимать лекарства.
    • Выбирайте антидепрессанты с умом. Старые препараты, называемые трициклическими антидепрессантами, могут вызывать запор. Стандартные, так называемые селективные ингибиторы обратного захвата серотонина, такие как флуоксетин (Прозак, Сарафем) и сертралин (Золофт), могут вызывать диарею.Обратитесь к врачу, чтобы подобрать подходящий.

    5. Менструальные триггеры для СРК

    Женщины с СРК, как правило, имеют более тяжелые симптомы во время менструации. Вы мало что можете сделать, чтобы предотвратить это, но вы можете облегчить боль и дискомфорт в это время месяца.

    Как почувствовать себя лучше:

    • Подумайте о приеме противозачаточных таблеток. Они могут сделать менструальный цикл более регулярным. Но они могут вызывать побочные эффекты, такие как расстройство желудка, рвота, спазмы желудка или вздутие живота, диарея и запор.Поработайте со своим врачом, чтобы найти тот, который работает, не вызывая других проблем.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *