Логические триггеры: схемы, классификация, устройство, назначение, применение

Логические триггеры что это?
Триггер — простейшее последовательностное устройство, которое может находиться в одном из двух возможных состояний и переходить из одного состояния в другое под воздействием входных сигналов. Триггер является базовым элементом последовательностных логических устройств. Входы триггера разделяют на информационные и управляющие (вспомогательные). Это разделение в значительной степени условно. Информационные входы используются для управления состоянием триггера. Управляющие входы обычно используются для предварительной установки триггера в некоторое состояние и для синхронизации.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Триггеры могут иметь 2 выхода: прямой Q и инверсный Q.

Триггеры классифицируют по различным признакам, поэтому существует достаточно большое число классификаций. К сожалению, эти классификации не образуют стройной системы, но инженеру необходимо их знать.

Классификация триггеров

• по способу приема информации;
• по принципу построения;
• по функциональным возможностям.

Асинхронный триггер

Асинхронный триггер — изменяет свое состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Синхронные триггеры — реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации C (от англ. clock). Этот вход также обозначают терминами «строб», «такт».

Синхронные триггеры

Синхронные триггеры в свою очередь подразделяют на триггеры со статическим (статические) и динамическим (динамические) управлением по входу синхронизации C. Статические триггеры воспринимают информационные сигналы при подаче на вход C логической единицы (прямой вход) или логического нуля (инверсный вход).

Динамические триггеры воспринимают информационные сигналы при изменении (перепаде) сигнала на входе C от 0 к 1 (прямой динамический С-вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический С-вход).

Статические триггеры

Статические триггеры в свою очередь подразделяют на одноступенчатые (однотактные) и двухступенчатые (двухтактные). В одноступенчатом триггере имеется одна ступень запоминания информации, а в двухступенчатом — две такие ступени. Вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе. Двухступенчатый триггер обозначают через ТТ.

Синхронные и асинхронные триггеры

Эти группы созданы по принципу зависимости состояний выхода от синхроимпульсов.

Асинхронные триггеры

Изделия данного типа изменяют состояние хранящейся информации после поступления соответствующих данных на вход. Незначительная задержка объясняется временем прохождения сигнала по цепи переключающих элементов схемы.

Синхронные триггеры с динамическим тактированием

В этой группе представлены изделия, управляемые синхроимпульсами. Переключение состояния выполняется по переднему или заднему фронту. При отсутствии активности на C данные сохраняются в неизменном состоянии, вне зависимости от поступления новой информации.

Обозначение входов триггеров

Входы триггеров обычно обозначают следующим образом:

S — вход для установки в состояние «1»;

R — вход для установки в состояние «0»;

J — вход для установки в состояние «1» в универсальном триггере;

К — вход для установки в состояние «0» в универсальном триггере;

Т — счетный (общий) вход;

D — вход для установки в состояние «1» или в состояние «0»;

V — дополнительный управляющий вход для разрешения приема информации (иногда используют букву Е вместо V).

Рассмотрим некоторые типы триггеров и их реализацию на логических элементах.

Классификация

Энергия конденсатора

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

Также триггеры различают по следующим параметрам:

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

Триггеры на логических элементах и на операционном усилителе

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

Триггер (Trigger) Шмитта

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

Асинхронный RS-триггер

Обратимся к асинхронному RS-триггеру, имеющему условное графическое обозначение, приведенное на рис. 3.54.

Триггер имеет два информационных входа: S (от англ. set) и R (от англ. reset).

Закон функционирования триггеров удобно описывать таблицей переходов, которую иногда также называют таблицей истинности (рис. 3.55). Через S’, R’, Q’ обозначены соответствующие логические сигналы, имеющие место в некоторый момент времени t, а через Qt + 1 — выходной сигнал в следующий момент времени t+1.

Комбинацию входных сигналов S’ = l, R’ =1 часто называют запрещенной, так как после нее триггер оказывается в состоянии (1 или 0), предсказать которое заранее невозможно. Подобных ситуаций нужно избегать.

Рассматриваемый триггер может быть реализован на двух элементах ИЛИ-НЕ (рис. 3.56).

Необходимо убедиться, что эта схема функционирует в полном соответствии с приведенной выше таблицей переходов.

Микросхема К564ТР2 содержит 4 асинхронных RS-триггера и один управляющий вход (рис. 3.57).

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

При подаче на вход V низкого уровня выходы триггеров отключаются от выводов микросхем и переходят в третье так называемое высокоимпедансное состояние. При подаче на вход V логического сигнала «1» триггеры работают в соответствии с вышеприведенной таблицей переходов.

В асинхронном RS-триггере на элементах И-НЕ переключение производится логическим «0», подаваемым на вход R или S, т. е. реализуется обратная рассмотренной ранее таблица переходов (рис. 3.58). Запрещенная комбинация соответствует логическим «0» на обоих входах.

Краткие теоретические сведения

Триггеры предназначены для запоминания двоичной информации. Использование триггеров позволяет реализовывать устройства оперативной памяти (то есть памяти, информация в которой хранится только на время вычислений).

Однако триггеры могут использоваться и для построения некоторых цифровых устройств с памятью, таких как счётчики, преобразователи последовательного кода в параллельный или цифровые линии задержки.

RS-триггер

Основным триггером, на котором базируются все остальные триггеры является RS-триггер. RS-триггер имеет два логических входа:

• R – установка 0 (от слова reset);
• S – установка 1 (от слова set).

RS-триггер имеет два выхода:

• Q – прямой;
• Q- обратный (инверсный).

Состояние триггера определяется состоянием прямого выхода. Простейший RS-триггер состоит из двух логических элементов, охваченных перекрёстной положительной обратной связью.

Рассмотрим работу триггера:

Пусть R=0, S=1. Нижний логический элемент выполняет логическую функцию ИЛИ-НЕ, т.е. 1 на любом его входе приводит к тому, что на его выходе будет логический ноль Q=0. На выходе Q будет 1 (Q=1), т.к. на оба входа верхнего элемента поданы нули (один ноль – со входа R, другой – с выхода ). Триггер находится в единичном состоянии. Если теперь убрать сигнал установки (R=0, S=0), на выходе ситуация не изменится, т.к. несмотря на то, что на нижний вход нижнего логического элемента будет поступать 0, на его верхний вход поступает 1 с выхода верхнего логического элемента.

Будет интересно➡ Что такое индуктивность

Триггер будет находиться в единичном состоянии, пока на вход R не поступит сигнал сброса. Пусть теперь R=1, S=0. Тогда Q=0, а =1. Триггер переключился в “0”. Если после этого убрать сигнал сброса (R=0, S=0), то все равно триггер не изменит своего состояния. Для описания работы триггера используют таблицу состояний (переходов). Обозначим:

• Q(t) – состояние триггера до поступления управляющих сигналов (изменения на входах R и S);
• Q(t+1) – состояние триггера после изменения на входах R и S.

Таблица переходов RS триггера в базисе ИЛИ-НЕ

RS-триггер можно построить и на элементах “И-НЕ” (рисунок 2.2).

Входы R и S инверсные (активный уровень “0”). Переход (переключение) этого триггера из одного состояния в другое происходит при установке на одном из входов “0”. Комбинация R=S=0 является запрещённой.

Таблица переходов RS триггера в базисе “2И-НЕ”

Синхронный RS-триггер

Схема RS-триггера позволяет запоминать состояние логической схемы, но так как при изменении входных сигналов может возникать переходный процесс (в цифровых схемах этот процесс называется “опасные гонки”), то запоминать состояния логической схемы нужно только в определённые моменты времени, когда все переходные процессы закончены, и сигнал на выходе комбинационной схемы соответствует выполняемой ею функции. Это означает, что большинство цифровых схем требуют сигнала синхронизации (тактового сигнала).

Все переходные процессы в комбинационной логической схеме должны закончиться за время периода синхросигнала, подаваемого на входы триггеров. Триггеры, запоминающие входные сигналы только в момент времени, определяемый сигналом синхронизации, называются синхронными. Принципиальная схема синхронного RS триггера приведена.

Таблица переходов синхронного RS-триггера

В таблице 2.3. под сигналом С подразумевается синхроимпульс. Без синхроимпульса синхронный RS триггер сохраняет своё состояние.

Синхронный RS-триггер

Рассмотрим синхронный RS-триггер (рис. 3.59).

Если на входе С — логический «0», то и на выходе верхнего входного элемента «И-НЕ», и на выходе нижнего будет логическая «1». А это, как отмечалось выше, обеспечивает хранение информации.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Таким образом, если на входе С — логический «0», то воздействие на входы R, S не приводит к изменению состояния триггера.

Если же на вход синхронизации С подана логическая единица, то схема реагирует на входные сигналы точно так же, как и рассмотренная ранее (рис. 3.56).

История

Функциональный триггер можно создать из обычного реле с электромеханическим приводом. Установив нужным образом контакты управляющей цепи, обеспечивают включение силовой группы после определенной комбинации входных сигналов. Отдельной клавишей выполняют сброс.

Электронные аналоги были собраны в начале прошлого века из ламповых приборов. Действующие схемы впервые опубликованы российскими и английскими учеными в 1918-20 гг. Позднее стали применять полупроводниковые транзисторы. В наши дни соответствующие устройства создают с применением микроэлектронных технологий.

Триггер типа MS

Рассмотрим принцип построения двухступенчатого триггера, который называют также триггером типа MS (от англ. master, slave, что переводят обычно как «ведущий» и «ведомый»). Его упрощенная структурная схема приведена на рис. 3.60. В схеме имеются два одноступенчатых триггера (ведущий М и ведомый S) и два электронных ключа (Кл1 и Кл2).

Временная диаграмма сигнала синхронизации, поясняющая работу триггера, приведена на рис. 3.61.

t < ta — ведущий триггер отключен от информационных входов, ведомый триггер подключен к ведущему;

ta < t < tb — ведущий триггер отключен от информационных входов, ведомый триггер отключен от ведущего;

tb < t < tc — ведущий триггер подключен к информационным входам, ведомый триггер отключен от ведущего. В ведущий триггер записывается информация, поданная на входы;

tc < t < td — ведущий триггер отключен от информационных входов, ведомый триггер отключен от ведущего;

td < t — ведущий триггер отключен от информационных входов, ведомый триггер подключен к ведущему, информация из ведущего триггера переписывается в ведомый. Это происходит сразу после момента времени td и означает, что фактически двухступенчатый триггер срабатывает при изменении сигнала синхронизации от 1 к 0. При этом выходные сигналы определяются теми входными информационными сигналами, которые имели место непосредственно перед отрицательным фронтом сигнала синхронизации.

Как использовать триггер бесплатного более этично?

Дать своему потенциальному клиенту возможность познакомиться поближе. Подарить чек-лист, книгу, отдать вебинар, который нигде нельзя добыть бесплатно.

Например, во время доклада на конференции «ДавайПиши» я пообещала подарить слушателям вебинар об авторском стиле в текстах. И разместила ссылку на него в Telegram-канале вместе с приветствием и коротким представлением.

И вот такой подход я считаю выигрышным для обеих сторон:

• Слушатели сами приняли решение, хотят ли они продолжать коммуникацию со мной после конференции — подарок можно было забрать, не подписываясь на сам канал.
• А я получила новую аудиторию — людей, которым интересно то, о чем я пишу и что транслирую.

Триггер принадлежности к группе

Абрахам Маслоу в своей иерархической модели потребностей говорил, что сразу за закрытием базовых нужд и обретением безопасности человек желает быть частью сообщества — своей стаи. Он хочет внимания, любви и поддержки близких по духу. Поэтому триггер принадлежности к группе отлично работает в продаже образовательных проектов по подписке — клубов, мастермайнд-групп и закрытых сообществ.

Так Варвара Лялягина приглашает в свое закрытое сообщество для творческих предпринимателей «Студия». Она говорит, кто уже есть в «Студии», и подчеркивает, что при всей общности у каждого свой ритм и скорость освоения материалов.

Триггер индивидуальности и специальных условий

На этот триггер мы часто откликаемся, когда видим фразы вроде «только для девочек/мальчиков/домохозяек/фрилансеров», или «эту информацию вы получите только у меня и нигде больше», или «эта цена действует только для тех, кто подписался».

Например, триггер специальных условий я недавно встретила в описании Telegram-канала для мужчин:

А вот как использует триггер специальных условий тренер по маркетингу:

Всего 4 строки, но в них есть:

• указание на то, где нужно оказаться, чтобы получить специальные условия;
• само условие, выраженное в понятной цифре — можно сэкономить 1500 рублей;
• эксклюзивность — больше этого нигде нет;
• призыв к действию — следующий шаг, который нужно сделать читателю понятен.

Триггер социального доказательства

Срабатывает, когда мы видим, что другие люди хвалят продукт, услугу, человека или бренд. Мы идем выбирать робота-пылесоса и смотрим, за что люди ставят звездочки. Мы читаем лендинг онлайн-курса и снова ищем в отзывах подтверждение своих ожиданий.

Как можно использовать триггер социального доказательства для личного продвижения?

• Показать отзывы клиентов скриншотами.
• Тегнуть клиента в посте о совместной работе.
• Сделать репост клиентского поста-отзыва себе на страницу.
• А еще можно попросить аудиторию поделиться тем, что для них ценно в вашей деятельности или контенте. Например, вот так:

Триггер парадокса и противоречия

Это прием, с которым мы показываем читателю, что ему не нужно совершать целевое действие. Хотя подразумеваем то, что сделать это необходимо.

Например, я анонсирую в канале свою свежую статью о сторителлинге. И предостерегаю: осторожно, в ней можно залипнуть. С одной стороны, слово «залипнуть» имеет отрицательную коннотацию, связанную с потерями времени. С другой — я противоречиво компенсирую этот смысл обещанием пользы и понятного плана погружения в тему.

Триггер интриги

Используется, когда нужно подчеркнуть преимущества продукта, но нельзя просто так дать его «пощупать».

Например, мне хотелось поделиться тем, какой прекрасный текст я разобрала вместе с участниками проекта в закрытом канале. Контент в канале платный, дать просто так его я не могу, поэтому случился пост-интрига. И три продажи с него.

Триггер результата + триггер бесплатного

Это далеко не все триггеры, которые я знаю, но основные. В завершение типологии хочу ответить на вопрос «Можно ли в одном тексте использовать сразу несколько триггеров?».

Да, можно, но важно соблюдать баланс. Если на продающем лендинге в несколько экранов длиной использование 7–10 триггеров допустимо и даже необходимо, то пост в соцсетях будет слишком концентрирован. 5–7–10 триггеров сразу читатель может считать как агрессию, но 2–3 вполне совместимы.

В пример приведу фрагмент поста, где триггер результата подкрепляется триггером бесплатного.

Такой ход мотивирует аудиторию не просто взять информацию, но и вытащить ценность для себя. Дойти до конца и не бросать начатое на полпути. Это важно, потому что в онлайн-образовании так называемая «недоходимость» учеников — большая боль.

JK-триггер

Рассмотрим JK-триггер (от англ. jump иkeep), отличающийся от рассмотренного RS-триггера тем, что появление на обоих информационных входах (J и К) логических единиц (для прямых входов) приводит к изменению состояния триггера. Такая комбинация сигналов для JK-триггера не является запрещенной.

В остальном JK-триггер подобен RS-триггеру, причем роль входа S играет вход J, а роль входа R — вход К.

JK-триггеры реализуют в виде триггеров типа MS или в виде динамических триггеров (т. е. JK-триггеры являются синхронными).

На рис. 3.62 приведено условное графическое обозначение двухступенчатого JK-триггера.

Обратимся к динамическим триггерам. Для них характерно блокирование информационных входов в тот момент, когда полученная информация передается на выход. Нужно отметить, что в отношении реакции на входные сигналы динамический триггер, срабатывающий при изменении сигнала на входе С от 1 к 0, подобен рассмотренному двухступенчатому триггеру, хотя они отличаются внутренним устройством.

Для прямого динамического С-входа используют обозначения, приведенные на рис. 3.63, а, а для инверсного динамического С-входа, используют обозначения, приведенные на рис. 3.63, б.

Физические реализации триггеров

Базовый элемент создают из полупроводниковых приборов, используя современные технологические процессы для миниатюризации функциональных изделий.

Триггеры с тиристорами

Для повышения мощности подключаемой нагрузки можно собрать триггер с применением тиристоров. К управляющему электроду присоединяют вход S, к затвору – R. Для поддержания постоянного напряжения на аноде подойдет транзистор, включенный в соответствующую цепь.

Триггеры на релейно-контакторной базе

Несмотря на общие тенденции миниатюризации, вполне допустимо создать функциональный триггер из реле. Подобные решения, в частности, применяют для защиты цепей питания при включении мощных электроприводов.

D-триггер

Рассмотрим D-триггер (от англ. delay), повторяющий на своем выходе состояние входа. Рассуждая чисто теоретически, D-триггер можно образовать из любых RS- или JK-триггеров, если на их входы одновременно подавать взаимно инверсные сигналы (рис. 3.64).

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Хранение информации в D-триггерах обеспечивается за счет синхронизации, поэтому все реальные D-триггеры имеют два входа: информационный D и синхронизации С. В этом триггере сигнал на входе по сигналу синхронизации записывается и передается на выход. Так как информация на выходе остается неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защелкой.

Условное графическое обозначение D-триггера приведено на рис. 3.65.

Что такое триггер

Триггер — это спусковой крючок в переводе с английского «trigger». Любая мелочь может стать для нас толчком к определенным действиям. Чувствуем аромат кофе и свежих булочек с корицей — ощущаем желание перекусить. Видим закат на море — фотографируем. Слышим плач ребенка — испытываем тревогу и раздражение. Проводим перышком по коже — покрываемся мурашками.

Можно сказать, что триггер — это событие, которое вызывает у человека сильную реакцию: злость, интерес, раздражение, радость, слезы или боль. Иногда эти реакции на уровне эмоций и импульсов, иногда — на уровне тела и физических ощущений.

Что еще почитать о триггерах

Джозеф Шугерман в книге «Как создать крутой рекламный текст» говорит о копирайтерских приемах и принципах крючков, на которые можно поймать читателя.

Мара Эйнштейн в книге «Реклама под прикрытием» пишет о том, что за многими текстами в сети стоит коммерческий интерес, а не просто желание делиться эмоциями. Он приводит массу примеров скрытой рекламы, которую мы видим всюду.

Роберт Чалдини в книге «Психология Влияния» анализирует механизмы мотивации, усвоения информации и принятия решений. Книга будет полезна тем, кому нужно работать с людьми и убеждать их.

Йона Бергер в книге «Заразительный» рассказывает о том, как создавать контент, которым люди будут делиться. Он дает конкретные методики для создания вирусных сообщений или рекламы.

Маршалл Голдсмит в книге «Триггеры» пишет об обратном: о том, как распознавать крючки, преодолевать нежелательные реакции на раздражители и использовать внешние условия для достижения собственных целей.

Как использовать триггеры и можно ли обойтись без них

А не являются ли триггеры манипуляцией и нельзя ли обойтись вообще без них? Этот вопрос часто задают мне участники курса по текстам для соцсетей, когда мы проходим хайповые темы и учимся использовать триггеры в тексте.

Я считаю, что с появлением интернета и соцсетей вообще весь контент стал триггерным. Вспомните, как ленту соцсетей взрывают безобидные посты о первоклассниках с букетами (тащат своих детей в ленты, достали уже!), гендерные праздники (не поздравляйте меня, я не праздную!), итоги года (заколебали со своими итогами!), и вы поймете, о чем я.

Так что я за то, чтобы триггеры использовать, но делайте это осознанно и этично:

• Будьте последовательны. Нельзя в одном посте писать о том, что не успеваете отбиваться от клиентов, а в соседнем — искать новых.
• Не переборщите с драмой. Найти «боль» клиента и предложить решение — нормально. Ковырять рану, чтобы увидеть мясо и кости — ужасно и отталкивающе.
• Не используйте сразу все триггеры в одном тексте. Лучше сделать серию в несколько касаний.

И важное: смотрите, кто ваша аудитория, и подбирайте триггеры, которые будут интересны ей.