Цифровыеустройства. Технология idl

• Название: Цифровыеустройства. Технология idl
• Дата: 15.02.2022
• Размер: 3.16 Mb.
• Имя файла: Budko_CU.docx
• Тип: Документы; #362193
• страница: 25 из 46

6.1.1. Асинхронный RS- триггер (SR-latch)

Это устройство с двумя устойчивыми состояниями, имеющее два входа S(Set– установка) и R(Reset– сброс) и два выхода Qи Q. Асинхронный триг- гер функционирует в соответствии с таблицей истинности (табл. 6.1).

Таблица 6.1

t1n				t	1n	Режим работы
Qn		Sn	Rn	Q	1n
0		0	0	0
1		0	0	1		Хранение информации
0		1	0	1
1		1	0	1		Установка лог. 1
0		0	1	0
1		0	1	0		Установка лог. 0
0		1	1	x		Неопределенность
1		1	1	x		Неопределенность

Если входы

S_nи

R_nоба в состоянии лог. 0, то триггер не изменяет

свое состояние, т. е. триггер хранит 1 бит информации.

Если

S_n=1 и

R_n=0, то независимо от того, в каком состоянии триггер

находился, следующее состояние триггера Q

_1=_n1.

Если

S_n=0 и

R_n=1, то независимо от того, в каком состоянии находил-

ся триггер, следующее его состояние Комбинация входных сигналов

R_n= 0.

R_n = S_n= 1 является неопределенной,

поскольку триггер после воздействия на входах активных уровней может равновероятно перейти как в нулевое, так и в единичное состояние. Поэтому одновременная подача активных уровней на входы S и R не допускается.

Работа RS-триггера также может быть представлена функцией на карте Карно и логическим уравнением. Входные и выходные переменные триггера

в момент срабатывания

t_nи после срабатывания

t_1м_nожно представить

функциональной зависимостью
Q
_1=_nf(S_n, R_n, Q_n),(6.1)

где

R_n, S_n– состояние информационных входов;

Q_n– значение выходного сигнала триггера в момент времени
t_n ;

Q_1–_nзначение выходного сигнала триггера в момент времени t

1^.n

Функция алгебры логики (см. табл. 6.1) может быть представлена кар- той Карно (рис. 6.1). Значения ФАЛ, показанные значком x, указывают на то, что данная ФАЛ является недоопределенной. При минимизации ФАЛ можно ее доопределить так, как нам это удобно, чтобы получить минимальную форму (см. рис. 6.1).

 Q_n_1

S_nQ_n R_n

 Q_n1



R_nQ_nS_n

Рис. 6.1.Карты Карно для минимизации выходных функций RS-триггера

Выражения
 Q_n_1



S_nQ_nR_n; (6.2)

 Q_n1


R_nQ_nS_n

(6.3)

используются для построения RS-триггера.

Применяя инверсию и закон де Моргана, выражения (6.2) и (6.3) могут быть преобразованы следующим образом:

  Q_n1

  Q_n_1

S_nQ_n

R_nQ_n

R_n; (6.4)

R_n. (6.5)

Выражения (6.4) и (6.5) используются для реализации RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

Применяя двойную инверсию и закон де Моргана, выражения (6.2) и

(6.3) могут быть преобразованы следующим образом:

^Qn^1


S_nQ_nR_n; (6.6)

^Qn1


R_nQ_nS_n

. (6.7)

Выражения (6.6) и (6.7) используются для реализации RS-триггера на

элементах И-НЕ.

Реализация RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ показана на рис. 6.2, а,б.

  Q_n_1

R_nQ_n

R_n

^Qn1


S_nQ_nR_n

а б в г Рис. 6.2. RS-триггеры на элементах ИЛИ-НЕ

Обычно RS-триггер изображается с расположением элементов ИЛИ-НЕ, как показано на рис. 6.2, в. На рис. 6.2, г показано условное изображение RS- триггера.

При анализе работы RS-триггера и при синтезе других триггеров ис- пользуется таблица переходовRS-триггера(табл. 6.2),которая определяет комбинации входных сигналов, необходимых для того или иного перехода

триггера, т. е. триггер в момент времени

t_nнаходится в каком-то состоянии

( Q_n=0 или Q_n=1), и определяются состояния входов, чтобы триггер перешел

в определенное следующее состояние Q

1^.n

Таблица 6.2

Настоящее состояние С	ледующее состояние			Требуемые входы
Qn	Q	1n	Sn		Rn
0	0			0		x
0	1			1		0
1	0			0		1
1	1			x		0

На рис. 6.3 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы асинхронного RS-триггера (см. рис. 6.2).

Рис. 6.3. Временные диаграммы работы асинхронного RS-триггера
Для устойчивого функционирования триггера длительность сигнала на

входах Rи Sдолжна быть не меньше времени переключения триггера,

t t_зn.

Информационные сигналы должны поступать на входы поочередно и только после окончания переходных процессов в триггере, тогда максимальная час- тота переключения триггера будет равна

f ¹ . (6.8)

Однако при
^fmax

max _2t3

длительность выходных сигналов не будет превышать

t_з.ср .Такие сигналы не являются достаточными для надежной передачи ин- формации в логическую цепь, поэтому максимальная рабочая частота триг-

гера

f_p определяется как



f
1

p 2t
. (6.9)

.ср



6.1.2 Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ, RS -триггер ( S R -latch)
Воспользуемся выражениями (6.6) и (6.7) и реализуем RS-триггер на

элементах И-НЕ (рис. 6.4):

^Qn^1


S_nQ_nR_n;

^Qn1


R_nQ_nS_n.

а б в г
Рис. 6.4. Асинхронный RS-триггер:

а, б – построение RS-триггера;

в – изображение триггера на элементах И-НЕ;

г–условное изображение RS-триггера
RS-триггер на элементах И-НЕ (см. рис. 6.4), называется асинхронным триггером с инверсными входами. Характеристическая таблица или таблица истинности такого триггера представлена табл. 6.3, а таблица переходов – табл. 6.4.

Настоя- щее состояние	Следую- щее состояние		Требуемые выходы
Qn	Q	1n	Sn	Rn
0	0		1	x
0	1		0	1
1	0		1	0
1	1		x	1

tn Qn SnRn			tn1 Qn1
0	1	1	0
1	1	1	1
0	0	1	1
1	0	1	1
0	1	0	0
1	1	0	0
0	0	0	x
1	0	0	x

Таблица 6.3 Таблица 6.4

На рис. 6.5 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ.





Рис. 6.5. Временные диаграммы работы RS-триггера