トリガーはデジタルテクノロジーの要素であり、状態の1つに切り替わり、外部信号が除去されても無期限にその状態にとどまることができる双安定デバイスです。これは、第1レベルの論理要素（AND-NOT、OR-NOTなど）から構築され、第2レベルの論理デバイスに属します。
実際には、フリップフロップは別のパッケージにマイクロ回路の形で製造されるか、大規模集積回路（LSI）またはプログラマブルロジックアレイ（PLM）の要素として含まれています。
トリガー同期の分類とタイプ
トリガーは大きく2つのクラスに分類されます。
- 非同期;
- 同期（クロック）。
それらの基本的な違いは、デバイスの最初のカテゴリでは、出力信号レベルが入力（入力）での信号の変化と同時に変化することです。同期トリガーの場合、状態変化は、このために提供された入力に同期（クロック、ストローブ）信号がある場合にのみ発生します。このために、文字C（クロック）で示される特別な出力が提供されます。ゲーティングのタイプに応じて、同期要素は2つのクラスに分けられます。
- 動的;
- 静的。
最初のタイプの場合、出力レベルは、フロント（リーディングエッジ）の出現時またはクロックパルスの立ち下がり時（特定のタイプのトリガーに応じて）の入力信号の構成に応じて変化します。同期するフロント（スロープ）が現れるまでの間、入力に任意の信号を適用でき、トリガーの状態は変化しません。 2番目のオプションでは、クロッキングの符号はレベルの変化ではなく、クロック入力に1または0が存在します。次のように分類される複雑なトリガーデバイスもあります。
- 安定状態の数（主要な要素の2とは対照的に、3以上）。
- レベルの数（これも3以上）。
- その他の特徴。
複雑な要素は、特定のデバイスでの使用が制限されています。
トリガーの種類とその仕組み
トリガーにはいくつかの基本的なタイプがあります。違いを理解する前に、共通の特性に注意する必要があります。電力が供給されると、任意のデバイスの出力が任意の状態に設定されます。これが回路の全体的な動作にとって重要である場合は、プリセット回路を提供する必要があります。最も単純なケースでは、これは初期状態を設定するための信号を生成するRC回路です。
RSフリップフロップ
最も一般的なタイプの非同期双安定デバイスはRSフリップフロップです。これは、状態0と1が別々に設定されているフリップフロップを指します。これには2つの入力があります。
- S-セット（インストール）;
- R-リセット（リセット）。
直接出力Qがあり、反転出力Q1もあります。その上の論理レベルは常にQのレベルの反対です-これは回路を設計するときに役立ちます。
入力Sに正のレベルが適用されると、出力Qは論理ユニットに設定されます（反転出力がある場合は、レベル0になります）。その後、セットアップの入力で、信号を好きなように変更できます。これは出力レベルには影響しません。入力Rに1が表示されるまで。これにより、フリップフロップが状態0（反転出力では1）に設定されます。これで、リセット入力で信号を変更しても、要素のそれ以上の状態には影響しません。
重要！ 両方の入力に論理ユニットがある場合のオプションは禁止されています。トリガーは任意の状態に設定されます。スキームを設計するときは、この状況を回避する必要があります。
RSフリップフロップは、広く使用されている2入力NAND素子に基づいて構築できます。この方法は、従来のマイクロ回路とプログラム可能なマトリックスの内部の両方に実装されています。
一方または両方の入力を反転できます。これは、これらのピンでは、トリガーが高レベルではなく低レベルの外観によって制御されることを意味します。
2入力AND-NOT要素でRSフリップフロップを作成する場合、両方の入力は逆になります-論理ゼロの供給によって制御されます。
RSフリップフロップのゲートバージョンがあります。追加の入力Cがあります。スイッチングは、次の2つの条件が満たされたときに発生します。
- セットまたはリセット入力にハイレベルが存在する。
- クロック信号の存在。
このような要素は、過渡状態の終了時など、スイッチングを遅延させる必要がある場合に使用されます。
Dフリップフロップ
Dトリガー（「透過トリガー」、「ラッチ」、ラッチ）は、入力Cによってクロックされる同期デバイスのカテゴリに属します。データ入力D（データ）もあります。機能面では、デバイスは1つの入力で情報を受信するトリガーに属しています。
クロック入力に論理信号が存在する限り、出力Qの信号はデータ入力の信号を繰り返します（透過モード）。ストロボレベルが状態0になるとすぐに、出力Qのレベルはエッジ（ラッチ）のときと同じままになります。したがって、いつでも入力で入力レベルを固定できます。前面にクロッキング付きのDフリップフロップもあります。それらはストロボの立ち上がりエッジで信号をラッチします。
実際には、2種類の双安定デバイスを1つのマイクロ回路に組み合わせることができます。たとえば、DおよびRSフリップフロップ。この場合、Set/Reset入力が優先されます。それらに論理ゼロがある場合、要素は通常のDフリップフロップのように動作します。ハイレベルが少なくとも1つの入力で発生すると、入力CおよびDの信号に関係なく、出力は0または1に設定されます。
Dフリップフロップの透明性は、必ずしも有用な機能ではありません。これを回避するために、二重要素が使用され（フリップフロップ、「拍手」トリガー）、文字TTで示されます。最初のトリガーは、入力信号を出力に渡す通常のラッチです。 2番目のトリガーはメモリ要素として機能します。両方のデバイスは1つのストロボでクロックされます。
Tフリップフロップ
Tトリガーは、可算双安定要素のクラスに属します。その作業のロジックは単純です。次の論理ユニットが入力されるたびに状態が変化します。パルス信号が入力に印加されると、出力周波数は入力の2倍になります。反転出力では、信号は直接信号と位相がずれます。
これが非同期Tフリップフロップの仕組みです。同期オプションもあります。パルス信号がクロック入力に適用され、出力Tに論理単位が存在する場合、要素は非同期要素と同じように動作します。つまり、入力周波数を半分に分割します。 Tピンが論理ゼロの場合、ストローブの存在に関係なく、Q出力はローに設定されます。
JKフリップフロップ
この双安定要素は、ユニバーサル要素のカテゴリに属します。入力によって個別に制御できます。 JKフリップフロップのロジックは、RSエレメントの動作と似ています。 J（ジョブ）入力は、出力を1に設定するために使用されます。 K（Keep）ピンのハイレベルは出力をゼロにリセットします。 RSトリガーとの基本的な違いは、2つの制御入力に同時に出現することが禁止されていないことです。この場合、要素の出力はその状態を反対に変更します。
Job出力とKeep出力が接続されている場合、JKフリップフロップは非同期カウントTフリップフロップに変わります。結合された入力に方形波を適用すると、出力は周波数の半分になります。 RSエレメントと同様に、JKフリップフロップのクロックバージョンがあります。実際には、使用されるのは主にこのタイプのゲート要素です。
実用
外部信号が除去されても記録された情報を保持するトリガーの特性により、1ビットの容量を持つメモリセルとして使用できます。単一の要素から、バイナリ状態を格納するためのマトリックスを構築できます。この原則に従って、スタティックランダムアクセスメモリ（SRAM）が構築されます。このようなメモリの特徴は、追加のコントローラを必要としない単純な回路です。したがって、このようなSRAMはコントローラやPLAで使用されます。しかし、記録密度が低いため、PCやその他の強力なコンピューティングシステムでこのようなマトリックスを使用することはできません。
周波数分割器としてのフリップフロップの使用については前述しました。双安定要素はチェーンで接続でき、さまざまな分割比を得ることができます。同じ文字列をパルスカウンタとして使用できます。これを行うには、各時点で中間要素からの出力の状態を読み取る必要があります。最初の要素の入力に到達したパルスの数に対応するバイナリコードが取得されます。
適用されるトリガーのタイプに応じて、カウンターは同期または非同期になります。シリアル-パラレルコンバータは同じ原理で構築されていますが、ここではゲート要素のみが使用されています。また、デジタル遅延線やその他のバイナリテクノロジーの要素は、トリガーに基づいて構築されています。
RSフリップフロップはレベルクランプ（バウンスサプレッサー）として使用されます。メカニカルスイッチ（ボタン、スイッチ）がロジックレベルソースとして使用されている場合、押すと、バウンス効果によって1つではなく多くの信号が形成されます。 RSフリップフロップはこれとうまく戦います。
双安定デバイスの範囲は広いです。彼らの助けを借りて解決されるタスクの範囲は、特に非標準ソリューションの分野では、設計者の想像力に大きく依存します。
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