|
|
Последовательная логика. Последовательностная логика. Последовательностная логика. Триггеры Счётчики Регистры
Последовательностная логика. Триггеры Счётчики Регистры - Триггеры.
- Триггеры содержат элемент памяти (фиксатор) и схему управления.
- Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом «накрест», так что выход одного соединён с входом другого. Такое соединение даёт цепь с двумя устойчивыми состояниями (бистабильную логику)
- Если на выходе инвертора 1 имеется логический ноль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует.
- Возможно и другое состояние: единица на выходе инвертора 1 и ноль на выходе инвертора 2.
- Любое из состояний может существовать неограниченно долго.
- Состояние возникает после включения питания.
- Фиксатор не имеет схемы управления
RS-триггеры Чтобы управлять фиксатором, нужно иметь в логических элементах дополнительные входы, превращающие инверторы в элементы «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ». На входы управления поступают логические установочные сигналы. - Логическая структура RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ
Таблицы переходов - Логическая структура RS-триггера на элементах И-НЕ
Обсуждение таблицы переходов триггера с прямым (единичным) управлением. Временные диаграммы работы асинхронного RS-триггера с прямым управлением Структурная схема триггера, виды сигналов, назначение входов - Входные сигналы подразделяются на три категории:
- информационные (логические);
- разрешающие;
- исполнительные (командные).
- С помощью V можно в любой момент прервать действия триггера, сохранив информацию на выходе. Исполнительные сигналы задают момент приёма входной информации триггера и служат для синхронной работы ряда устройств. Они называются синхронизирующими или тактовыми. Информационные входы есть у всех триггеров.
Разновидности триггеров строятся на основе устройства управления (УУ) и ячейки памяти (ЯП) - RS триггера.
Асинхронные и синхронные триггеры, гонки, образование помех (гонки сигналов) и ложные срабатывания Асинхронные триггеры срабатывают непосредственно за изменением логических уровней на входах., незащищённость перед помехами приводит к ложным срабатываниям У синхронных триггеров для срабатывания используются тактовые сигналы . Если помеха действует не во время тактового импульса, то ложных срабатываний нет. - Срабатывание возможно только во время действия тактового импульса.
Синхронный RS-триггер Схема синхронного RS- триггера Таблица переходов для синхронного RS- триггера Триггеры с динамическим управлением - По способу управления триггеры делятся на статические, когда управление идёт по уровню тактового сигнала и с динамическим управлением по фронту или срезу, и двухступенчатые триггеры ( обозначаются ТТ - триггеры).
Деление триггеров по способу приема информации. Двухступенчатый триггер содержит 2 ячейки памяти, запись информации в которые происходит последовательно в разные моменты времени. Такую структуру называют системой «ведущий - ведомый» или MS – структурой (master - slave). - Формирование нового состояния происходит за 2 такта. Функциональные свойства определяются первой ступенью. Вторая ступень одинакова во всех случаях – синхронный RS-триггер (как правило, со статическим управлением).
- Ввод информации в ведущую ступень происходит с приходом тактового импульса С1. Перезапись состояния ведущего триггера в ведомый осуществляется с приходом второго импульса С2. В это время и происходит обновление информации на внешних выводах Q . Можно управлять одним тактовым импульсом, ведущим по единичному состоянию, ведомым по нулевому (инверсно) или ведущим по - фронту, а ведомым - по срезу.
- Когда тактовый импульс С1 перейдет в состояние низкого уровня, входы ведущего триггера отключатся (перестанут воспринимать информацию), а входы ведомого подключатся к выходу ведущего. В результате ведущий передаст свое состояние ведомому. После этого никакие изменения на выходе произойти не могут, т. к. ведущий триггер заблокирован.
- Следствие двухступенчатости – отсутствие прозрачного состояния триггера, т. к. входная и выходная ступени тактируются антисинхронно.
Все двухступенчатые триггеры тактируемые (синхронные). Структурная схема:
В технической литературе на английском языке триггеры с динамическим управлением и ТТ-триггеры обычно называют flip – flop (щелчок - хлопок), а со статическим latch (защелка).
JK-триггеры - Имеют также два управляющих (информационных) входа J и K и тактовый вход синхронизации. В отличие от RS – триггера, при условии J=1 и K=1, он осуществляет инверсию предыдущего состояния (т. е. переключается в новое состояние).
- Структура JK – триггера
- JK – триггеры отличаются от тактируемых RS – триггеров наличием обратных связей с выходов на входы.
Модель синхронного JK-триггера с динамическим управлением по срезу и временные диаграммы D – триггеры. По другому – триггер задержки (delay). Основное отличие – триггер имеет один информационный вход для установок в “0” и в “1” (D – вход).
Управление по тактовому входу может быть статическим, динамическим и двухступенчатым.
Таблица переходов D-триггера со статическим управлением - Управление по тактовому входу может быть статическим, динамическим и двухступенчатым.
При отсутствии тактового импульса осуществляется режим хранения информации. Во время такта происходит запись содержимого информационного входа D на выход триггера. Организация D – триггера на базе JK – триггера - DV–триггер – это триггер с наличием дополнительного разрешающего входа.
- Организация DV – триггера из D – триггера
D и DV – триггеры имеют один информационный вход и исключают гонки (состязания сигналов).
T и TV – триггеры. Способы получения Т – триггера из универсального JK – триггера и D-триггера . - Самостоятельно в интегральном исполнении Т-триггеры не производятся, а реализуются из триггеров других типов.
- Способ получения Т – триггера из универсального JK – триггера.
- В асинхронном режиме тактовый вход исполняет роль счетного, в синхронном режиме тактовый вход используется по прямому назначению, а счетные импульсы подаются на входы J и K.
- Принцип построения на базе D-триггера состоит во введении обратной связи с выходов на входы так, чтобы обеспечить смену сигналов на информационных входах.
- Каждый входной импульс будет вызывать опрокидывание, поскольку сигналы на входе D всегда инверсные Q1 .
Асинхронный TV – триггер |
|
|
Скачать 397.76 Kb.