Компьютерная схемотехника
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
1 в 0 на счетном входе.
9.2.1.1.3 D-триггеры (триггеры задержки)
Содержат информационный (D) вход и тактовый (синхро, С) вход (рисунок 9.36).
А Б
Рисунок 9.36
Существуют однотактные D-триггеры (рисунок 9.36, а), которые переключаются потенциалом или импульсом на тактовом входе, и двухтактные D-триггеры, которые переключаются динамическим сигналом (перепадом), например, из 1 в 0 (рисунок 9.36, б).
Ниже показаны: принципиальная схема (рисунок 9.37, а) и временные диаграммы работы (рисунок 9.37, б) однотактного D-триггера, выполненного на однотактном синхронном RS-триггере (RSC-триггере - DD1) и логическом элементе DD2.
А Б
Рисунок 9.37
В момент прихода тактового импульса D-триггер переключается в состояние, определяемое сигналом на информационном входе D, т.е. схема запоминает сигнал на входе D в момент поступления синхроимпульса (Qt+1 = D) и хранит его до следующего тактового импульса. Задержка равна интервалу времени между моментами прихода информационного сигнала на D-вход и поступлением синхросигнала на С-вход: tзад1 = t2 - t1; tзад2 = t4 - t3 (рисунок 9.37, б). D-триггеры широко применяются в качестве элементов памяти, способных хранить 1 бит информации.
Ниже показаны: обозначение на электрических схемах (рисунок 9.38, а) и принципиальная схема (рисунок 9.38, б) двухтактного D-триггера, переключающегося перепадом из 1 в 0 на динамическом синхровходе С.
А Б
В
Рисунок 9.38
Триггер выполнен на основе двух однотактных RSC-триггеров (DD1, DD2) и двух инверторов (DD3, DD4).
D-триггер можно использовать в качестве триггера со счетным входом (Т-триггера), если соединить его выводы как показано на рисунке 9.38, в.
9.2.1.1.4 JK-триггеры
Является наиболее универсальным среди синхронных триггеров.
Ниже показаны: обозначение на электрических схемах (рисунок 9.40, а), принципиальная схема (рисунок 9.40, б), таблица истинности (таблица 9.13) и временные диаграммы работы (рисунок 9.40, в) двухтактного синхронного JK-триггера, переключающегося перепадом из 1 в 0 на динамическом синхровходе С.
А Б
В
Рисунок 9.40
Таблица 9.13
№ набораJKCQt+1000Qt10102101311
Рассмотрим работу JK-триггера. Исходное состояние схемы - нулевое (UQ = 0) (рисунок 9.40, в). При поступлении среза первого тактового импульса (момент t1) сигнал на J-входе равен 1, а на К-входе - 0. Поэтому триггер переключается в единичное состояние. Срезом второго тактового импульса схема переключается в нулевое состояние (момент t2), т.к. в это время J=0, а К=1. В момент t3 оба управляющих сигнала J=K=0, поэтому состояние схемы не изменяется (Qt+1 = Qt). При поступлении среза 4-го синхроимпульса (момент t4) J=K=1, поэтому триггер переключается в положение, противоположное исходному:
На основе универсального JK-триггера может быть построен ряд других триггеров.
Синхронный RS-триггер. Отождествим J=S и K=R. При запрете комбинации J=S=1 и K=R=1 таблица 9.13 сводится к таблице истинности RS-триггера (таблица 9.11). Поэтому рассмотренная схема (рисунок 9.40) может использоваться в качестве двухтактного синхронного RS-триггера.
Счетный Т-триггер. В нем используется только 4-я строка таблицы 9.13. Для этого входы J и K присоединяются к потенциалу, соответствующему логической единице: J=K=1 (рисунок 9.41, а).
А Б
Рисунок 9.41
D-триггер. В этом триггере , т.е. помимо тактового имеется только один вход D (рисунок 9.41, б). Из таблицы 9.13 (2-я и 3-я строки) видно, что в D-триггере Qt+1 = D, т.е. последний запоминает сигнал на входе D в момент среза тактового импульса и хранит его до следующего синхросигнала.
9.2.1.2 Триггеры в интегральном исполнении
В современных сериях ИМС существует большое число различных триггеров.
Ниже в качестве примера показаны обозначения двух широко используемых триггеров, выпускаемых в виде интегральной микросхемы (рисунок 9.42). Микросхема К555 ТМ2 включает два D-триггера с дополнительными S и R входами для установки схемы в исходное состояние (рисунок 9.42, а). Активными сигналами на S и R входах являются низкие уровни напряжений (логические нули).
Микросхема К555 ТВ1 (рисунок 9.42, б) содержит один JK-триггер, включающий два асинхронных R и S входа для установки схемы в исходное состояние и два дополнительных трехвходовых конъюнктора, включенных на J и K входах. Дополнительные элементы И реализуют логические функции
J = J1. J2. J3, K= K1. K2. K3.(9.19)
Рисунок 9.42
Это расширяет возможности JK-триггера, например, упрощает построение синхронных счетчиков на подобных микросхемах.
9.2.2 Регистры
Регистрами называют последовательностные цифровые устройства, предназначенные для запоминания многоразрядных цифровых кодов и выполнения над ними некоторых логических преобразований. Основу регистров составляют триггеры, количество которых равно числу разрядов цифрового кода. Один триггер хранит 1 бит информации (один двоичный разряд), соответственно N-разрядный регистр способен хранить N бит информации. Кроме триггеров регистры содержат вспомогательные схемы, обеспечивающие прием кода в реги?/p>