Триггеры
1.
При обработке цифровой информации возникает необходимость в записи двоичных слов и их временном хранении.
Поскольку двоичное слово – это набор нулей и единиц, то для хранения одного разряда этого слова требуется элемент, который может находиться в двух четко различимых состояниях, одно из которых трактуют как нулевое, а второе как единичное.
2.
RS—триггер – это устройство, имеющее 2 входа (S, R) и 1 или 2 выхода (Q, Q). Условное обозначение RS—триггера приведено на рисунке
3.
Итак, мы рассмотрели все комбинации возможных сигналов R и S, кроме одной – R = S = 1. Эта комбинация для простейшего триггера недопустима (запрещена), хотя в некоторых более сложных устройствах, выполненных на основе простейших RS—триггеров, эта комбинация может встречаться, и в своё время особенности этого режима будут рассмотрены, на данном этапе рассмотрения будем считать, что комбинация – R = S = 1 не имеет места.
4.
Как уже отмечалось, для синтеза любого цифрового устройства необходимо от описательного алгоритма перейти к некоторому формальному, позволяющему записать аналитические выражения, описывающие проектируемое устройство.
5.
Как известно, любое цифровое устройство можно построить на различных функционально полных схемах элементов.
Наибольшее распространение получили триггеры, выполненные на элементах ИЛИ—НЕ и на элементах ИЛИ—НЕ.
6.
Полученное выражение преобразуем к виду, реализуемому на элементах ИЛИ—НЕ Схема RS—триггера, построенная в соответствии с полученным уравнением приведено на рис.3.
7.
Анализируя схему, не трудно заметить, что в этом случае, возможно, любое из двух состояний: состояние нуля Q = 0,Q = 1, или состояние единицы Q = 1, Q = 0. можно конечно, предположить еще два мнимых состояний...
8.
Отсюда видно, что для надежного перевода триггера из единичного состояния в нулевое длительность импульса, подаваемого на вход R(tR), должна быть выбрана из условия:
9.
Рассмотрим теперь синтез RS—триггера ,выполненного на элементах И—НЕ, для чего представим функцию Qn+1 в карте Карно и найдем минимальную ДНФ этой функции...
10.
Условное обозначение этого триггера на схеме (рис.7).Алгоритм функционирования...
11.
При проектирование цифровых устройств, содержащих RS—триггера часто приходится пользоваться таблицей функционирования его, представленной таким образом, что слева заданы всевозможные его переходы, а справа – значение сигналов на входах R и S, при которых эти переходы могут иметь место. Иногда эти таблицы называются обратными...
12.
На вход схемы управления поступает n-разрядное двоичное слово A = anan-1……a1 , значение которого определяет режим проектируемого триггера (хранение, запись нуля, запись единицы).
13.
В качестве примера, иллюстрирующего предложенную методику синтеза, рассмотрим синтез триггера, имеющего 4 входа: a1,a2,a3,a4, при этом, если a1 = a2 = a3 = a4= 0, триггер находится в режиме хранения информации; если на четное число входов подана единица, триггер переходит в нулевое состояние; если на нечетное число входов подана единица, триггер переходит в единичное состояние. Составим таблицу функционирования проектируемого триггера( в литературе—таблица переходов) , а на ее основании составим таблицу значений R' ,S' , обеспечивающих заданные переходы ( эта таблица носит название таблица функции возбуждения)...
14.
Анализируя представленные функции в картах Карно, не трудно заметить, что наиболее оптимальным будет запись в виде...
15.
Синтез этого триггера проведем в соответствии с предложенной выше, т.е. представим проектируемый триггер, состоящий из двух частей: RS—триггера и схемы управления...
16.
Если в качестве RS—триггера взять триггер с инверсным управлением(S,R),то схема проектируемого триггера будет иметь вид...
17.
Этот тип триггера исключительно широко используется в цифровых устройствах для записи и хранения одного бита двоичного слова (одного разряда). Триггер имеет один информационный вход (D), и один управляющий вход(L).Условное обозначение D—триггера представлено на...
18.
Синтез этого триггера также проведем в соответствии с предложенной методикой, представив проектируемый триггер в виде двух частей...
19.
Из написанного выше следует, что R' можно представить...
20.
1. представляем схему в виде...
21.
1. представляем проектируемый триггер в виде двух частей. 2. Таблица функционирования и таблиц значений R' и S'...
22.
Алгоритм функционирования...
23.
Таблица функционирования и таблицы значений R и S прозрачного d-триггера представлены на следующих рисунках...
|
