49276 (597440), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Т-триггер можно построить из двух D-триггеров.

Рис.1.11 Принцип построения Т-триггера из двух D-триггеров

Каждый перепад 1,0 на тактовом входе приводит к переходу триггера в противоположное состояние. Когда, например, триггер устанавливается в состояние Q=1, на его входе D появляется сигнал =0. Поэтому очередной тактовый импульс переводит триггер в новое состояние.

Счётный триггер можно получить из универсального JK-триггера:

Рис.1.12. Принцип построения асинхронного (а) и синхронного (б) Т-триггера из универсального JK-триггера.

В асинхронном режиме тактовый вход исполняет роль счётного, а в синхронном – тактовый вход используется по прямому назначению, а счётные импульсы подаются на соединённые входы J и К. Таким образом, Т-триггер можно рассматривать как частный случай синхронного JK-триггера, у которого отсутствуют информационные входы и срабатывание происходит под действием тактовых импульсов.

1.9 TV-триггер

TV-триггер кроме счётного входа Т имеет второй, управляющий, V-вход для разрешения приёма информации. TV-триггер называют тактируемым или синхронным счётным триггером. Его получают, например, из JK-триггера.

Рис.1.13. Преобразование JK-триггера в асинхронный TV-триггер.

1.10 Способы управления триггерами

В зависимости от того, какой параметр входных сигналов используют для записи информации, триггеры подразделяют на три категории:

со статическим управлением (управляемые по уровню входного сигнала);

с динамическим управлением (управляемые по фронту или срезу);

двухступенчатые триггеры.

Триггеры со статическим управлением срабатывают в момент, когда входной сигнал достигает порогового уровня. Это простейший вид управления. Так переключаются все рассмотренные выше триггеры.

Триггеры, тактируемые фронтом, могут быть построены по-разному. Один из широко применяемых при этом приёмов – это построение двухступенчатого триггера на основе двух триггеров, тактируемых импульсом:

Рис.1.14. Принцип построения или обозначение D-триггера, тактируемого фронтом.

Здесь управляющий вход D2 D-триггера второй ступени соединён с прямым выходом триггера первой ступени Q1. Тактовый сигнал подаётся одновременно на обе ступени, но в триггере второй ступени тактовый вход – инверсный. Поэтому при любом сигнале на тактовом входе (С=0 или С=1) один из двух триггеров не реагируют на сигнал, поступающий на его управляющий вход. Вследствие этого изменение сигнала на D-входе не приводит к непосредственному изменению выходного сигнала Q двухступенчатого триггера. И только в тот момент, когда потенциал С переходит из 1 в 0, возможно изменение выходного сигнала Q. Действительно, при С=1 триггер первой ступени воспринимает информацию со входа D. Когда же С становится равным нулю, триггер второй ступени устанавливается в состояние, соответствующее выходному сигналу триггера первой ступени.

Для построения JK-триггера, который может работать по перепаду на тактовом входе необходимо применить два логических элемента И:

В данном случае S1=J и R1=KQ. Если J=1 и К=0, то при Q=0 получим S1=1, и по окончании первого тактового импульса триггер устанавливается в единицу Q=1. При J=1, K=0 и Q=1 оба входных сигнала триггера первой ступени S1 и R1 равны нулю и весь двухступенчатый триггер не будет менять своего состояния при приходе тактовых импульсов. Таким образом, сигнал 1 на входе J (при К=0) устанавливает триггер в единицу, если тот был в нуле, или не изменяет состояние триггера, если он уже находился в единице. Подобным же образом по отношению к состоянию Q=0 действует сигнал 1 на входе К при J=0.

Рис.1.15. Принцип построения и обозначение JK-триггера, тактируемого фронтом.

Если же J=К=1, то S1=1, R1=0 при Q=0, или S1=0, R1=1 при Q=1. Вследствие этого единица на обоих управляющих входах триггера J и К приводит к переходу триггера в противоположное состояние при соответствующем фронте сигнала на тактовом входе.

Для построения JK-триггера может быть использован тактируемый фронтом D-триггер и логический элемент И-ИЛИ.

Рис.1.16. Принцип построения JK-триггера, тактируемого фронтом.

Для построения JK-триггера, который может работать как по перепадам на тактовом входе, так и по перепадам на входах J и К необходимо применить логический элемент И-ИЛИ и JK-триггер, тактируемый фронтом.

Рис.1.17. Принцип построения JK-триггера, тактируемого фронтом, и работающего по перепадам на J и К входах.

Для этого триггера справедливо уравнение

C = C1 (J1 + K1Q),

т.е. при тактируемой работе соответствующий фронт на входе С тактируемого JK-триггера будет совпадать с таким же фронтом на входе С1. Если же установить С1=1, то фронты, опрокидывающие триггер, будут определяться по перепадам на входах J1 и К1. При этом опрокидывание триггера будет производиться в соответствии с правилами работы JK-триггера.

Двухступенчатые триггеры содержат две ступени:

первая ступень служи для промежуточной записи входной информации;

вторая – для последующего запоминания и хранения.

Функциональные свойства всей триггерной системы определяются первой ступенью, вторая ступень может быть одинакова для всех случаев: представлять собой синхронный RS-триггер со статическим управлением.

Ввод информации в первую ступень происходит с приходом тактового импульса С1. Вторая ступень в это время блокирована. Перезапись состояния первой ступени во вторую осуществляется с приходом второго импульса С2. В это время происходит обновление информации на выходах Q и .

Рис.1.18. Логическая структура двухступенчатого триггера.

Управлять двухступенчатым триггером можно не только двумя но и одним тактовым импульсом: запись в первую ступень происходит с приходом тактового импульса 1, 0, как, например, в двухступенчатом RS-триггере.

Рис.1. 19. Принцип построения двухступенчатого RS-триггера.

До прихода тактового импульса (С=0) триггер первой ступени хранит информацию от предыдущего такта, а триггер второй ступени, на тактовом входе которого действует сигнал 1, открыт и повторяет состояние первого триггера. С приходом тактового импульса С=1 в триггер первой ступени заносится информация со входов S и R. Триггер второй ступени в это время блокирован, так как на его тактовом входе присутствует сигнал 0. С прекращением тактового импульса С=0 запирается (блокируется) триггер первой ступени, а триггер второй ступени открывается и принимает состояние первого триггера.

2. Счётчики

Счётчиком называется устройство, сигнал на выходе которого в определённом коде отображает число импульсов, поступающих на счётный вход.

Т-триггер, например, может считать до двух. Счётчик, образованный цепочкой из m триггеров, сможет считать в двоичном коде до 2m импульсов.

Каждый из триггеров такой цепочки называют разрядом счётчика. Число m определяет количество разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счётчик.

Число Ксч=2m называют коэффициентом (модулем) счёта или ёмкостью счётчика.

2.1 Двоичный асинхронный счётчик (с последовательным переносом)

Для двоичного счётчика, т.е. счётчика с Ксч=2m, зная номера триггеров и состояния выходов Q, можно определить записанное в счётчик двоичное число

M = Qm*2m-1 + Qm-1*2m-2 +... + Q1*20, где m – номер триггера.

Двоичный асинхронный счётчик может состоять из Т-триггеров, соединённых последовательно так, что выход последнего триггера соединён с тактовым входом последующего.

Рис.2.1 Двоичный асинхронный счётчик.

Асинхронным счётчик называют потому, что в тех случаях, когда с приходом очередного счётного импульса срабатывают сразу несколько триггеров, опрокидываются они не одновременно, а с некоторой задержкой относительно друг друга. Если, например, все четыре триггера в счётчике находятся в единице, то очередной входной импульс опрокинет первый триггер, изменение потенциала на выходе приведет к опрокидыванию второго триггера, затем опрокинется третий и уже после этого четвёртый. Это вызывает не только задержку в установлении соответствующего кода после прихода счётного импульса, но и появление коротких ложных импульсов. Так как переход 1111–0000 осуществляется через кратковременные промежуточные состояния 1110–1100–1000.

При поступлении счётных импульсов триггеры счётчика проходят состояния, состояния описываемые последовательно возрастающими двоичными числами:

Таблица 2.1

Состояние триггеров счетчика при поступлении счетных импульсов.

n	Q4	Q3	Q2	Q1
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
...	...	...	...	...
15	1	1	1	1

Как было показано выше, Т-триггер может быть образован из любых других триггеров по описанным правилам коммутаций, которые при изложении работы счётчиков будем опускать для упрощения анализа схемных решений.

2.2 Двоичный синхронный счётчик (с параллельным переносом)

В этих счётчиках счётные импульсы подаются одновременно на тактовые выходы всех триггеров счётчика, при этом схема построена так, что каждому импульсу соответствует срабатывание только определённых триггеров. Из-за этого обеспечивается большее быстродействие.

Рис.2.2 Двоичный синхронный счётчик.

В таких счётчиках используют JK - и D-триггеры, часто со встроенными логическими элементами.

В схемном отношении эти счётчики сложнее асинхронных счётчиков, так как требуют применения кроме триггеров и логических элементов.

2.3 Счётчики с недвоичным коэффициентом пересчёта

Введением дополнительных логических связей – обратных и прямых – двоичные счётчики могут быть обращены в недвоичные, для которых Ксч 2m.

Синтез счётчиков с заданным коэффициентом счёта сводится к нахождению логических функций, которым должны соответствовать сигналы, присутствующие на управляющих входах триггеров.

2.4 Синтез синхронного счётчика

Порядок синтеза рассмотрим на примере двоично-десятичного счётчика, работающего в коде 8-4-2-1.

Сначала синтезируют таблицу кодовых комбинаций соответствующих различным состояниям этого счётчика. Переход от одного состояния к другому осуществляется под воздействием счётных импульсов n, поступающих одновременно на тактовые входы всех четырёх триггеров.

К приходу очередного счётного импульса на управляющих входах триггеров должны существовать сигналы, обеспечивающие срабатывание только тех триггеров, которые должны изменить своё состояние при переходе к следующей кодовой комбинации.

Таким образом, для каждой кодовой группы, характеризующей состояние счётчика, необходимо найти сигналы на управляющих входах триггеров, обеспечивающих переход к следующей кодовой группе.

Характеристики

Список файлов книги