Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка - страница 22

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 

За способом занесення інформації тригери поділяються на асинхронні, що змінюють свій стан одразу після надходження сигналу на певний інформаційний вхід, і синхронні (тактовані), що спрацьовують не тільки за наявності сигналів на інформаційних входах, а лише після надходжен­ня синхронізуючого (тактового) сигналу на певний вхід синхронізації.

Q

Описують роботу тригерів (і цифрових пристроїв з пам яттю взагалі) також за допомогою логічних функцій або частіше задля наочності за допомогою таблиць переходів. У таблицях вказують усі можливі комбінації сигналів на інформаційних входах у даний момент часу (t') і стан, у який перейде тригер під дією цих сигналів в наступний момент часу (Ґ+1). Причому, наступний момент часу у асинхронного тригера настає одразу після зміни комбінації сигналів на інформаційних входах, а у синхронного - після надходження тактового сигналу (як правило, це імпульс) на відповідний вхід синхронізації. Стани тригера в таблицях переходів зазвичай вказують так:

0 - тригер має сигнал на виході Q = 0 (нульовий стан);

1 - тригер має сигнал на виході Q = 1 (одиничний стан);

Q. - стан тригера не змінюється при зміні сигналів на входах;

Q - стан тригера змінюється на протилежний при зміні сигналів на входах;

X - невизначений стан тригера, коли він після зміни сигналів на вхо­дах рівноможливо може опинитися в нульовому (Q = 0) або у одинично­му (Q = 1) стані.

Стверджують, що навіть за найпростішої конфігурації тригерного пристрою, яка має один інформаційний вхід і два виходи, можна отри­мати 25 функціональних різновидів тригерів. При двох входах їх буде вже 625. Практично ж застосовують 6-8 типів.

Найбільш розповсюджені з них RS-тригери, D-тригери, Т-тригери, JK-тригери. Часто тригери будують як комбіновані: RSD-тригер, RST-тригер і т.п.

7.3.1. RS-тригер

Умовні позначення двовходових асинхронних RS-тригерів з пря­мими (такими, що реагують на на-

явність 1) і інверсними (такими, що реагують на наявність 0) вхо­дами наведене на рис. 7.4.

Свою назву RS-тригер одержав від перших літер англійських слів to set - встановлювати (S) та to reset - відновлювати (R).

S

t

q

t

s

r

с

»—q

—і

r

t

q q

а)

б)

Рис. 7.4 - Умовні позначення /RS-тригера з прямими (а) й інверсними (б) входами

S- інформаційний вхід, призначений для установлення тригера в оди­ничний стан (Q=1), а R - вхід, призначений для повернення тригера у нульовий стан (Q=0).

Роботу тригерів описують відповідні таблиці переходів, наведені у табл. 7.1.

Таблиця 7.1

Таблиці переходів RS-тригерів

а) з прямими входами

б) з інверсними входами

SR Q І

1__0 1 і

0 1 0 \

"0        0 Q

1        1 х

s        R       Q і

1__0 0 П

о 1 1 ^

Q г

0

0

х

Схеми таких RS-тригерів, побудованих на елементах І-НІ та АБО-НІ зображені на рис. 7.5.

Схема і умовне позначення синхронного RS-тригера з прямими вхо­дами, побудованого на елементах І-НІ, наведені на рис. 7.6

Слід зазначити, що тактові входи бувають потенціальні прямі, як у даному випадку (тригер змінює свій стан при надходженні сигналу 1 на вхід О), інверсні (тригер змінює стан при надходженні сигналу 0), або імпульсні, також прямі й інверсні (коли тригер змінює свій стан при зміні сигналу на тактовому вході з 0 на 1 або з 1 на 0 відповідно).

So

Ro

So

#-о Q

от Q

R

•-о Q

i-o Q

а) б)

Рис. 7.5 - /?5-тригер з інверсними входами на елементах І-НІ (а) та з прямими входами на елементах АБО-НІ (б)

г

t

S

C о-4

оf-o Q

R

&

i_

&

 

J

О

 

S

T

C

 

R

с

i-o Q

a) 6) Рис. 7.6 - Синхронний /RS-тригер

7.3.2. Тригер 0-типу (D-тригер)

D-тригер (від англійського delay - затримка) має два входи: D -інформаційний та С - тактовий (синхронізуючий): D-тригер синхрон­ний. А це значить, що інформація, яка надходить на вхід D, запам'ято­вується лише при надходженні синхронізуючого імпульсу на вхід С, тоб­то із затримкою на час надходження останнього. Тому D-тригер ще називають тригером затримки. Умовне позначення D-тригера з пря­мим імпульсним входом синхронізації, реалізація на елементах І-НІ, таблиця переходів та часові діаграми його роботи наведені на рис. 7.7.

D T

a)

ti

ti+1

 

Qi+i

0

0

1

1

6)

D

C о

& с

 

 

&

о

 

 

Г

 

Uc

ud

Uq

Q

& (

l_

&

о

 

 

 

>/ к

Затримка на один такт

ф*-oq

в)

Рис. 7.7 - Умовне позначення (а), таблиця переходів (б), схема на елементах І-НІ (в) та часові діаграми роботи (г) D-тригера

1ВЄ

ЕЛЕКТРОНІКА І МІКРОСХЕМОТЕХНІКА

7.3.3. Тригер 7-типу (Т-тригер)

Г-тригер (від англійського to toggle - перекидатись) ще називають тригером поділювачем на два або лічильним тригером (див. пп. 7.2). Тригер має лише один тактовий вхід, а його стан змінюється на проти­лежний із надходженням на вхід кожного імпульсу. Цей тригер вико­ристовують для

f = fex 'вих 2

Твих

= 2

 

T

 

с

(Uex)

UQ і

(Ueux)\

Рис. 7.8 - Умовне позначення (а) та часові діаграми роботи (б) Т-тригера

лічення та ді­лення частоти імпульсів.

Умовне по­значення та ча­сові діаграми ро­боти Г-тригера з інверсним ім­пульсним вхо­дом наведені на рис. 7.8.

J

T

 

C

 

K

с

7.3.4. JK-тригер

Синхронний JK-тригер має

два інформаційних входи J і K та тактовий С. Умовне позна­чення та таблиця переходів JK-тригера з прямим імпульсним тактовим входом наведені на рис. 7.9.

JK-тригер є універсальним, бо він може виконувати роль RS-тригера, якщо використову­вати вхід J як S, а K як R (при цьому таблиця переходів RS-тригера відповідає першим трьом рядкам таблиці переходів JK-тригера). Якщо задати одиниці на обох інформа­ційних входах, JK-тригер стає Г-тригером. Схеми використання JK-тригера як T-тригера та D-тригера зображені на рис. 7.10.

а)

tt

t+

J J

K1

Q +

1

0

1

0

1

0

0

0

Q'

1

1

Q

6)

Рис. 7.9 - Умовне позначення (а) та таблиця переходів (б) JK-тригера

7. ТРИГЕРИ

 

 

C k

t

 

 

 

с

c

 

j

c k

t

 

 

 

 

 

q

 

h

 

с

a) 6) Рис. 7.10 - Використання Ж-тригера як 7-тригера (а) та D-тригера (б)

Q Контрольні запитання

I. Поясніть, що таке тригери і для чого вони можуть бути за­стосовані.

Наведіть схему та поясніть принцип дії симетричного триге­ра на біполярних транзисторах.

Назвіть і поясніть способи запуску симетричного тригера на біполярних транзисторах.

Наведіть узагальнену структурну схему тригера, побудова­ного на логічних елементах.

Поясніть різницю між асинхронним і синхронним тригерами. Поясніть, як описують роботу тригерів. Наведіть приклади. Поясніть значення термінів «прямий вхід», «інверсний вхід», «потенціальний вхід», «імпульсний вхід».

Наведіть умовне позначення, таблиці переходів і схеми RS-тригерів із прямими й інверсними входами, побудованих на логічних елементах.

Наведіть схему і поясніть роботу синхронного RS-тригера, побудованого на логічних елементах І-НІ. 10. Наведіть умовні позначення, таблиці переходів та поясніть роботу D-тригера, Т-тригера, JK-тригера.

II. Поясніть, чому JK-тригер вважають універсальним. Наведіть та поясніть приклади його використання для побудови три­герів інших типів.

2.

3.

4.

5. 6. 7.

8.

9.

РОЗДІЛ 8

цифрові мікроелектронні пристрої

8.1. Поняття про цифрові мікроелектронні пристрої

Цифрові мікроелектронні пристрої являють собою дискретні цифрові автомати, виконані на ІМС і призначені для обробки інфор­мації, що представлена у вигляді цифрового коду. Вони використову­ються для створення цифрових інформаційних, вимірювальних систем та систем керування.

Усі цифрові пристрої поділяються на два великих класи: комбінаційні і послідовнісні.

Комбінаційні пристрої реалізують функції, які залежать тільки від комбінації змінних, що до них входять, у даний момент часу і не зале­жать від стану пристрою у попередній момент часу. Найпростішими прикладами таких пристроїв є логічні елементи (див. пп. 6.2).

Послідовнісні (від слова «послідовність») пристрої реалізують функції, що залежать не тільки від комбінації вхідних змінних у даний момент часу, а ще й від стану пристрою у попередній момент часу: вони мають пам'ять. Найпростішими прикладами таких пристроїв є тригери (див. розділ 7).

Основними (найбільш вживаними) мікроелектронними цифровими пристроями є:

1) дешифратори;

2) мультиплексори;

3) лічильники імпульсів;

4) регістри;

5) цифро-аналогові та аналого-цифрові перетворювачі. Будуються ці пристрої на логічних елементах і тригерах.

8.2. Реалізація складних логічних функцій

Складні логічні функції реалізують на ІМС простих логічних елементів.

Мінімальний набір логічних елементів, що реалізують деякі прості логічні функції і за наявності необмеженої кількості яких можна реалі­зувати наскільки завгодно складну логічну функцію, називають функ­ціонально повною системою логічних елементів, або базисом.

Найбільш відомими функціонально повними системами є:

1) елементи, що реалізують функції алгебри Буля - І, АБО, НІ;

2) елемент, що реалізує функцію штрих Шеффера - І-НІ;

3) елемент, що реалізує функцію стрілка Пірса - АБО-НІ. Якщо уважно подивимось на таблицю істинності логічних елементів

(див. рис. 6.2), то побачимо, що, наприклад, елемент І для одиниць є елементом АБО для нулів. Тобто, якщо для прямих значень

у = Х\ %2,

то для інверсних у = хх + х2. (8-1)

Виходячи з правил алгебри логіки (див. 6.18), для елемента І-НІ мож­на записати

у = Хі Х2 = Xi + Х2, (8.2)

а для елемента АБО-НІ

у = Хі + Х2 = Хі Х2, (8-3)

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 


Похожие статьи

Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка