hhis12 (558078), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В связи с последней схемой Возникает интересный Воарос: не получится ли так. что трштер не сможет переброситься. так как состояние (з-Входа изменяется почти с(ьазу жх: Вслед за тактОВым ньахульсому Другими словамн, не начнет лн схема сбиваться„если нн ее входе происходят такие странные явления" Этот вопрос можно сформулировать н следуюшщ( разом: в какой точно момент по атно нию к тактовому имхгульс) Вмгриггер какой-нибудь другой) анализирует ОО6)н ние своего входач Ответ каков дия лх го тактнруемого устройства суш определенное «время усьановлениян"х~«Т «время удержанияь.
1„, Для .ого ч( ' схема работала правильно. информ лолжна поступап на вход не по«лисе ° за время х„., до возникновения такт "' перепала и Оставаться неизмеяяой "„;;- крайней мере в течение времени х„ него Например, ллн триггера 74Н~~.:„', х„,, =- 20 нс и х,ч -= 3 нс (рис 8 55) В Ф~.'"~ смотреннон схеме счетного хрхьггера зй)"'::„ь ь«8« ««Осана я нам« ' «о ь ишь, -г ааьы"; ьанаяьхняя на., Вг мя "*ма «ясная .ыни: к времени установления будет я неизменным в течение как 20 нс, предьаествухоших ОчередТвктовому перепаду Может пока',что при этом нарушается требоваВремени удержания, но юо не так.
ное время распрост ранения "",с тактового входа на выход со- 1О нс, н (Х-т'риггер, включенный ' м режиме, будет иметь неизмен 'ояние 11-вхогьа в течение по мень- 10 нс. Большинство современйств вообще не представляю« ко времени удержания (имеют '„' Вели сигнал на (З-входе изменяетервале времени удержания, то ":'йьзникнуть любопытныи эффект, название «метастабильное со ' ', при котором трштер не может ., в какое сос.таяние он должен Об этом явлении мы Вскоре еше на число, большее чем 2.
С Оо,! каскалнохо соелинения счетных ' в(выход Д каждо~о предыдушего нь ' О«ь.1,.1,ч1 триггера подключен к тактическому входу последующего) легко получить «лелитель на 2"», нлн двоичный счетчик. На рис. 8.56 показана схема четырехразрядного асинхронного счетчика и ланы его временные диаграммы. Заметим злесь, что если выход чх каждого триггера непосредшвенно действует на тактовый вход слелуюшего, срабатывание трштеров должно происходить по опалу (заднему фронту) сигнала на тактовом входе (показано кружком инверсии). Эта схема представляет собой счетчик-делитель на 16: на выходе последнего триггера формируются прямоугольные импульсы, следуньщие с частотой, равной 1Д6 частоты входного тактового сигнала.
Схема называется счетчиком, поскольку информация, присутствующая на четырех входах Гз, может рассматриваться как 4-разрядное двоичное число, которое изменяется от 0 ло 15, увеличиваясь на единицу с каждым входным юмпульсом. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
