М.Х. Джонс - Электроника практический курс (1055364), страница 70
Текст из файла (страница 70)
В результате на выходе схемы появляется положительный импульс, который можно применять как входной сигнал СР для триггеров типа ведущий-ведомый. Рис. 13.25. Схема обнаружения отрицательного фронта тактового импульса. Эту полезную схему выделения перепада можно рассматривать как утонченный вариант простой дифференцирующей АС-цепи, применяемой для переключения триггера на дискретных компонентах (рис.
! 2. ! 3). Эта схема, однако, имеет важное преимущество, состоящее в том, что она чувствительна исключительно к уровню, длительность и амплитуда импульса на выходе не зависят от времени нарастания и спада входного импульса. В типичных триггерах с динамическим входом значения сигналов на входах 1 и К следует поддерживать неизменными только в течение короткого времени подготовки (обычно 20 нс) перед фронтом сигнала СР. У некоторых триггеров требуется, чтобы в течение определенного времени удержания после фронта сигнала СР, которое может доходить до 5 нс, сигналы на входах г' и К оставались неизменными. 13.11 Регистры 13. П.1 Регисгнры для хранения данных Мы видели, как 1)-триггер запоминает единственный бит на фронте тактового сигнала. Для того чтобы обеспечить временное хранение целого байта Регистры 391 (8 бит) данных, осталось сделать небольшой шаг — объединить восемь таких триггеров и подать на них параллельно общий тактовый сигнал. На рис.
13.26 показан такой параллельный регистр, являющийся неотьемлемой частью любой вычислительной системы. Этот регистр эквивалентен рабочему блокноту, используемому для записи промежуточных результатов при ручных вычислениях. РО йэ РЭ Рб Таатааыа сигиси Рис. 13.26. 8-разрядный (1-байтовый) параллельный регистр данных. 13.11.2 Регистр сдвига УК-триггеры можно включить последовательно друг за другом для сохранения последовательности цифр. Такая конструкция„называемая регистром сдвига, показана на рис. !3.27.
Свое название схема получила на основании того, что она на каждом тактовом импульсе принимает одну новую цифру, сдвигая ранее запомненные цифры на один разряд, чтобы поместить новую. 392 Цифровые логические схемы Этот регистр действует по принципу лервым вошел — первым вышел (Гпзг-1п Гпзт-Ощ, Е1ГО). Рассмотрим работу регистра сдвига, изображенного на рис. 13.27. Сначала на шину сброса подается логическая 1, а затем значение сигнала на ней возвращается в О.
Теперь предположим, что сигнал на входе данных первоначально равен 1 и что последовательность тактовых импульсов поступает на тактовый вход. В этом случае триггер ЕГ1 имеет на входе /высокий уровень, а на входе К низкий уровень, так что после первого тактового импульса на выходе 0 устанавливается высокий уровень. Предположим, что тем временем входной сигнал вернулся к значению О и остается таким. Во время действия второго тактового импульса высокий уровень на входе У триггера ГГ2 передается на его выход и О, принимает значение логической 1.
В это же время на входе л триггера ГЕ1 действует логический О, так что вторым тактовым импульсом на выходе Д, устанавливается низкий уровень; если сигнал на входе данных остается равным О, то на выходе Д, будет оставаться низкий уровень с каждым тактовым импульсом. Однако, бит логической 1 каждым тактовым импульсом передвигается дальше на один разряд, так что после четырех импульсов он достигнет выхода 0« Всего теперь запомнено 4 бита входных данных. Последующие тактовые импульсы приведут к потере этих данных, а более новые данные будут сохранены. е, Рис. 13.27.
4-разрядный регистр сдвига, образованный последовательно включенными ГК-триперами. В регистре сдвига, показанном на рис. 13.27, имеется возможность, если требуется, наблюдать запомненные данные в параллельном виде, обеспечив доступ к выходам 0н 07, 0з и 04 . Такая схема известна как регистр с последовательным входом и параллельным выходом: данные должны вводиться последовательно через единственный вход, после чего они становятся доступны в параллельном виде на выходах регистра. Такое преобразование последовательного представления данных в параллельное является очень распространенной операцией, применяемой, например, для преобразования считанных с диска компьютера битов программы в параллельный код для ввода в основную память.
Если каждый триггер снабдить отдельным входом установки в дополнение к общему входу сброса, то данные могут вводиться параллельно через эти входы. «Загруженные» таким образом данные можно — подавая такто- Регистры 393 вые импульсы — получить на выходе ь), в последовательном виде. Такой регистр служит преобразователем параллельного кода в последовательный и часто применяется для преобразования выводимых из микропроцессора данных, представленных сигналами, появляющимися одновременно на большом числе выходов (например, на 16 выходах), в последовательный код для передачи по единственной паре проводов в сеть или к модему.
Популярной конструкцией, которой можно воспользоваться для преобразования данных из параллельного вида в последовательный и обратно, является универсальный асинхронный приемо-передатчик; он содержит в одной интегральной схеме необходимые регистры сдвига, схему управления и формирователи для работы на линию. Если в схеме, изображенной на рис. 13.27, выход (34 соединить с входом данных, то данные, которые можно вводить в параллельном виде через входы установки, никогда не смогут покинуть регистр, а будут просто циркулировать в нем. Такая схема называется регистром с циклическим переносом или кольцевым счетчиком. Используя десять триггеров, соединенных в кольцевой счетчик и пронумерованных от О до 9, можно получить десятичный счетчик.
Первоначально в триггере с номером О устанавливается состояние с высоким уровнем, а остальные сбрасываются в нулевое состояние. Затем импульсы, подлежащие счету, подаются на тактовый вход, так что с приходом каждого входного импульса логическая единица передвигается из одного триггера в другой. После девяти импульсов в триггер с номером 9 запишется логическая 1, а следующий импульс восстановит начальное состояние Соединение выхода триггера с номером 9 со входом другого кольцевого счетчика позволит записывать в него десятки, а еше один кольцевой счетчик сможет записывать сотни.
Несмотря на очевидное изящество этой схемы, почти всегда более удобно считать в двоичном виде, а затем преобразовывать выход двоичного счетчика в десятичный вид. Другим применением кольцевого счетчика является замена им распределителя в электронной системе зажигания автомобиля. Вместо механического кулачка, размыкающего и замыкающего контактные точки для создания искры зажигания, с помощью оптического или магнитного датчика, расположенного на маховике двигателя, формируются тактовые импульсы. Здесь используется сдвиг логической 1 по кругу в кольцевом счетчике, который имеет по одному разряду на каждый цилиндр двигателя. Фазу тактового импульса можно тщательно выставить так, чтобы логическая 1 появлялась на каждом каскаде точно в нужное время для зажигания смеси.
Коррекция момента зажигания устанавливается„таким образом, без труда и, более того, однажды установленный, он никогда не будет изменяться, поскольку в электронном распределителе отсутствует механический износ. Схему регистра сдвига, приведенную на рис. 13.27, можно применять в качестве основной для экспериментов со всеми типами регистров сдвига и кольцевыми счетчиками. В качестве Цт-триггера рекомендуется ИС 74Е57б: каждая микросхема содержит два триггера, срабатывающих по отрицательному фронту с отдельными входами установки и сброса. Цоколевка этой схемы дана в Приложении 4. 394 Цифровые логические схемы 13.12 Двоичный счет 13.
12 1 Введение Одной из наиболее важных функций цифровой электроники является счет. За исключением только что рассмотренного кольцевого счетчика, счет, как правило, выполняется в двоичной системе, поскольку мы всегда имеем дело со схемами, имеюшими два состояния. Преобразование двоичного представления числа в десятичное легко осуществляется всего одной ИС дешифратора. Основным элементом большинства двоичных счетчиков является триггер типа ведуший-ведомый или триггер, срабатывающий по фронту, используемые в режиме переключения (смены состояния) при поступлении каждого тактового импульса. На рис.
13.28 показан 4-разрядный двоичный счетчик, образованный включенными последовательно П(-триггерами. На все входы 2 и К подана логическая 1, так что триггеры работают в режиме переключения. Выходы всех триггеров первоначально можно установить в нулевое состояние подавая на короткое время логическую ! на общий вход сброса. После этого схема готова считать входные импульсы. Результат двоичного счета получается на выходах с А по Р, и важно отметить, что выход А, хотя и расположен слева, в действительности является младшим значашим разрядом (МЗР). Поэтому число следует читать в следуюшем порядке: РСВА, и таблица на рис. 13.29 подтверждает это. 'ст (лссччссксс П Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
