Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 139
Текст из файла (страница 139)
Э.ют факт отражает временная диаграмма на рис. 8.56,6, на которой СЗР означает «старший значаший разряди, 536 Глава В Цифровые схемы 537 внхавнги кама.. Охам пеленая на 1 МЗР- «младший' значащий разряд». а изогнутые стрелки, облегчающие понимание, указывают. какими перепалами вызываются изменения сигналов.
Этот счетчик, как вы увилите в разд. 8.25. выполняет настолько важную функцию, что выпускается в виде большого числа модификаций, выполненных в виде однокристальных микросхем. включая такие форматы счета, как 4-разрядный, двоично-десятичный и многоцифровой. Соединяя эти счетчики каскадно и воспроизводя их содержимое с помощью цифрового индикатора (напрнмер, светодиодного) можно легко построить схему подсчета каких-либо событий. Если разрешить прохождение импульсов на вхол счетчика в течение ровно 1 с, то получится счетчик частоты, который будет воспроизводить значение частоты путем подсчета числа периодов в секунду.
В разд. 15.10 приводятся схемы этого простого, но очень полезного устройства. Промышленностью выпускаются однокристальные счетчики частоты, в состав которых входят дополнительно генератор. схемы управления и вывода на индикацию. Трюгер такого устройства показан на рнс.
8.71. На практике простейшая схема каскадирования счетчиков посредством соединения каждого выхода Га со следующим тактовым входом имев.1 некоторые интересные проблемы. связанные с покаскадной задержкой распросаранения сигнала по цепочке триттеров. По этои причине лучше использовать схему, В которой один и 1от же тактовый сигнал пода ется олиовременно на все входы В опель ющем разлеле мы будем рассматривать шн синхронные тактнруемые системы 8.18.
Последовательностяая логика -объединение памяти и вентилей После того как мы нзт чили свойства триггеров, посмотрим. что можно тюлучять. если объединить их с рассмотренной ранее комбинационном (вен пльной) лопь кой Составленные из вентилеи и триггеров схеьпх. Вредставлапоз. собой наиболее общую форму цифровой логики Рис а 51 Классияеская псклелова~ельнсстная"сааййа»,"-, регистры памяти н комаинанионная лааика. эаввььв'-' му мамае леско реализовать с исазоаьзоааииемхай(йт!' крист зьных ~~петровых ПМЛ!см рази а27)'!!!~~!":,1 Синхронные тактируемые системыофйз,.
уже упомянули в предьшупл:м раздва~;;,'; ЧтО ПОСЛЕдОВатЕЛЬНОСтНЫЕ ЛОГИЧЕС)яа~о;: схемы, в которых для управления вва~()~;:-';,'! триггерами используется обпшй источи)ваьь, тактовых иьшульсов, имеют ряд преЮф~, шести. В таких синхронных системах.~;-а леяствия происходят сразу же после в))5)тт; НИКНОВЕИИЯ тахтОВОГО ИМ1тУЛЬСа Я ОЩВт-'.,' леляются тем состоянием, коюрое наа1йрс. место непосредственно перел еао возай)ь:..„ кновением.
Общая струкзура полобйвв:; системы показана Ва рнс 8 57 Все трштеры обьелннеиь1 и один обнВфрегистр. представлязошнй собой ие 'т)ан"," нное, как набор йигрютеров у кого~уз 5 щитовые входы соединены Вместе, а ®~:,"х; ушвидуальные В-входы и выходы 0 вьтви ,зевы вовне Каждый такховьп1 ВывУд4:-,а вызывает перелазу уровней присуз саву~;, шнх на 17-Вхоззах на соотве1ствуюпвйг ' вьгсолы с„т Елок. состоявший из венок~' '".; аиализнруе сосзоянне выходов Геа'нс™ в ш1е1цш1х Входов.
Вырабагываеа Боа. хомбиапшию сю нала для В-вхоу ов Ф гистра и выходные готические у"о ..Овяв Эта с виду просзая схема обнадаеа о" возможностями. Рассмосрим "': деление на 3. Попробуем по- ".схему синхронного делителя на -щью двух )э-триггеров, тактируе6дным сигналом. В этом случае 1), едут входами регистра. Д1 и 1эз — его „общая тактовая линия буде.г ' 'ять главный зактовыи вход :-;:). ерем трн состояния Ф.е. первое состояние) делюи, гго должно быть па вы'Озибниащхонной схемы, для того .
случить последовательность этих , т е что должно поступать на '„ для того чтобы получить тре'.состояния на выходах. 'строим венттьхьнузо схему, котоОМО1ЦЬИ1 ИМЕИ1ПБ1ХСЯ ВЫХОДОВ ПО- ' бы получить требуемые состоя- :выходах. В общем случае можно использовать карлу Карно. но для ланно1о простого примера можно сразу увилеть, чзо В, = 1'11,171 = (Д, а Дзу. Этому соответствует схема на рис 8 59. Легко проверить.
что эта схема работает так, как и было задумано. Так как она являеася синхронной, или тактируемой, сипхалы на обоих выходах изменяются одновременно (еслн же выход первого трихтера непосредственно подключить к тактовому входу второго, то получится асинхронный счетчик). В общем случае предпочитают, использовать синхронные (или тактируемые) системы, так как они имеют более высокую помехоустойчивость.
Это обусловлено тем, что к моменту возникновения так~оного импульса трихтеры находятся в установившемся состоянии., а иа схемы, в которых входные сигналы анализируются только по фронтам тактовых импульсов„пе действуют гюмехи, возникающие за счет емкостных связей ог других триггеров или по каким-либо другим причинам. Еше одно преимущество состоиг в том, что в тактируемых системах переходные состояния (вьпванные задержками„в результате чего выходные сигналы изменяются не одновременна) не вызыванп на выходах ложных сигналов,, поскольку система не восцринимаш никаких изменений, которые происходяа после возникновения импульса.
Далее мы проиллюстрируем зто на ряде примеров. Запрещенные состояния. Что произойдет со схемой деления на 5, если ее триггеры каким-то образом окажутся в состоянии (О, (Ут) =-(1. 1)о Это может пронзоити при вклаочении питания, таь ках начальное состояние трштеров предсказать яеВасэыажна $41 СХЕМЫ ВИЛНО. ЧЮ ПЕРВЬШ 338 Глава 8 Цифроные схемы 539 Рис. 8 бб Димремми сос»синий скемы деления не 3 тактовыи импульс переведет ее в состояние (1, О) и далее она будет функпионнровать как положено. В таких случаях важно производить проверку запрещенных состояний, поскольку схема может случайно оказаться в.
одном из них. (С другой стороны, все возможные состояния системы можно определить на начальном этапе разработки.) Диаграмма состояний. показанная для данного примера на рис. 8.60, может оказаться полезным диагностическим инструментом. Если в системе используются н другие переменные, то обычно для каждого перехода рядом со стрелкой записываются условия.
Стрелки могут идти в обоих направлениях. а также из одного состояния к нескольким другим. Згнряжиеигм 8.24. Послрой»с сы»зрониузо скеьи !»пление не '! с ООмоли,«» лВук .!К-»рнг»ерае Лто можно выполнить !'!6 резлняными О»ос«бени! без использовення еентилеи н»н и»мер!Оран Когда еы будет" состеелять»Валину требуемых зня енин Лм Владея г, к, и .!з к,. Ве зебультс. »то лля кеждоя гапки 3 К суежгжезю; лес Возможиос»т Няоример Ряс 8 6! Дик»римме сос«ояии1* гели м»ьол рио«р» иере«или» из О и !, О,! К Х !»ле Х яыбае»и«кение! Нг.конти.
прае. ! -~о«ь»~,,ми бу»е» яи коме эесгреек»ь е зеор иеииам сс; С ' ГОЯВК!» !з о изб»и лес сЯ е эе»ыгеь из !6 вазмгэжныь Реы ЭТОЙ »ЕЛОЗЯ! "' ьминнщ Упряжнение 8.25. Нас»оаи»ь синкраиныи 2-р— иый ООВО!ь ненни ' .«» 'и»к Ое»»мее» и»«и оеия --ркч»хь '. ' " ''ия ВКОХ и ехал УиРеялеииЯ *.!.',П '.. Выколи ЯВОЯы»сЯ еь»ка эроесиь. ~г о» Рябо»я«» «ек абы»ныя «нои»иыист зиь. з если НИЗКИЙ.
|о О1 стиг»с. е обое иепреелеиии 0эО, =-. ОО. !!, !О О1, ОО Диаграмма состояний как ннструь~1~., проектирования. Диа» рамма состо»я(б(6;;. може! оказаться полезной при разработсеь'.,', последовательной логики, особенно в тя))рг СЛУЧаЯХ, КОГДа ПЕРЕХОДЫ НЗ ОДНОГО ЕЕ!»)'-е стояния в лру»ое могут происходить рйс»к)1 личным путем. Создавая такую схещ~с ужно сна:- выбра: Вокупноей"„-:-" единсгвенных состояний сис!емы и к!(жй" дому из них присвоить собственное йв~ф,'! (т.е. Двоичный адрес). Здесь по»требует»8(»»У не менее и триггеров, где и . Ианменьгл!)81»у це юе, лля которого 2" больше или рыж!ь!8 числу различных состояний системы.
Дф:-,~ лес устанавливают правила переходсвтяй:,9 одного состояния в другое !.е. Все ВОЗВ'» можньуе условия для входа В каленое!»8()Г) стояние и выхода из него. Таким образа)»ь' ", задача построения послеловательнойу)(~~:;, гики свелась к залаче построения К4В)~!:: напионной логики, ко горую всегда мял',:„", решить с помощью известных метод»лат' например карты Карно. Реадьныл лрн)яьгбэ'.:~2 показан на рис 861.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
