WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Мікросхеми та вузли послідовністного типу - Реферат

Мікросхеми та вузли послідовністного типу - Реферат

Реферат на тему:

Мікросхеми та вузли послідовністного типу

Трігери.

Цифрові функціональні вузли, які містять елементи пам'яті (трігери), отримали назву вузлів послідовного типу. До них відносять: трігери, лічильники, дільники, розподілювачі імпульсів. Ці функціональні вузли входять до складу багатьох серій ІМС.

Трігери складають основу таких вузлів. Від функціональних можливостей трігерів та режимів керування ними залежать характеристики регістрів, лічильників та інших вузлів. В сучасних серіях ІМС, як видно з таблиці 20, трігери подані достатньо широко та різноманітно: одноступінчаті та двоступінчаті, асинхронні та синхронні, з лічильним входом та універсальні за застосуванням, із статичним та динамічним керуванням.

Закони функціонування трігерів описуються таблицями станів, які наведені в таблиці 19.

RS-трігер (див.табл.19, трігер "а)") має два інформаційні входи S (Set) та R (Reset), сигнали на яких визначають його стан, і два виходи - прямий Q та інверсний . Розрізняють також асинхронні та синхронні трігери. Особливістю асинхронних трігерів є те, що встановлення їх стану, тобто запис інформації, проводиться в момент надходження сиглалу на їх входи (R або S). В синхронних трігерах є також вхід C для синхронізуючого (тактового) сигналу. Запис інформації в такий трігер проводиться інформаційними сигналами на входах (R або S), але при наявності тактового сигналу, тобто при C=1. Якщо C=0, трігер знаходиться в режимі зберігання інформації. Позначимо стан трігера в момент зміни вхідних сигналів індексом n, а після перемикання - індексом n+1.

Як видно з таблиці станів RS трігера, при комбінації S=1, R=0 в трігер записується 1 незалежно від його попереднього стану. Інший набір вхідних сигналів: S=0, R=1 встановлює трігер в 0. Комбінація S=R=0 є нейтральною, оскільки забезпечує режим зберігання записаної раніше інформації. При нейтральній комбінації вхідних сигналів трігер може знаходитись в одному із станів стійкої рівноваги Q=1 або Q=0 як завгодно довго. Комбінація S=R=1 є недопустимою (забороненою), оскільки вона призводить до непередбачених станів трігера. RS-трігер застосовують як елемент пам'яті в запам'ятовуючих пристроях та регістрах.

D-трігер (див.табл.19, трігер "б)") має два входи - інформаційний D та тактовий C і два виходи - прямий Q та інверсний . При C=1 сигнал на виході визначається сигналом на вході D. При C=0 трігер переходить в режим зберігання інформації. Різновидом D-трігера є DV-трігер з входом V, за допомогою якого керують роботою трігера. Сигнал V=1 переводить DV-трігер в режим D-трігера, а сигнал V=0 - в режим зберігання інформації. DV-трігери зручні для застосування у вузлах, де потрібно керувати трігером без переривання тактових імпульсів.

T-трігер (лічильний) (див.табл.19, трігер "в)") має один вхід T і два виходи: прямий та інверсний. Особливість такого трігера полягає в тому, що з надходженням чергового імпульсу на вхід він змінює свій стан на протилежний. Отже, він рахує вхідні імпульси з коефіцієнтом, який рівний двом. Різновидом T-трігера є TV-трігер, який має вхід керування V. При V=1 він працює в режимі T-трігера, а при V=0 - переходить в режим зберігання інформації. Трігери з лічильним входом складають основу лічильників та дільників.

JK-трігер (універсальний) (див.табл.19, трігер "г)") має два інформаційні входи: J та K, тактовий вхід C і два виходи - прямий та інверсний. Він володіє властивостями усіх інших трігерів, тому найширше поданий в сучасних серіях ІМС.

Поряд з інформаційними та тактовими входами трігери переважно також мають входи для встановлення початкового стану. Наприклад, JKRS-трігер має вхід S для встановлення в одиницю та вхід R для встановлення в ноль (може бути передбачено тільки один з вказаних установочних входів). Початковий стан трігера встановлюється короткочасним імпульсом додатньої (якщо установочний вхід прямий), або від'ємної (якщо установочний вхід інверсний) полярності, причому, як правило, в "паузі" між тактовими сигналами (тобто асинхронно).

Таблиця 19 Функціонування трігерів

Вид трігера

Таблиця станів

Умовне позначення

Асинхронний RSх - недопустимий стан

Sn

Rn

Qn+1

0101

0011

Qn10x

Синхронний RS(із входом "С")

С=1 - працює як асинхроннийС=0 - нечутливий до вхідних сигналів

а)

DV

Dn

Vn

Qn+1

б)

0101

0011

QnQn01

D

при V=1

TV

Tn

Vn

Qn+1

в)

0101

0011

QnQnQn

T

при V=1

JK

Jn

Kn

Qn+1

0101

0011

Qn10

JKRSз вхідною логікою тавходами асинхронноговстановлення стану

г)

Властивості та особливості трігерів, які суттєво важливі в практичному застосуванні, визначаються принципами їх побудови. За цією ознакою всі розглянуті трігери прийнято розділяти на одноступеневі та двоступеневі. Одноступеневим називають такий трігер, в якому запис інформації, що знаходиться на його установочних входах, відбувається відразу при надходженні сигналу дозволу на вхід C. Двоступеневі трігери мають дві ступені запам'ятовування інформації, кожна з яких - одноступеневий трігер. Працюють ступені так, що з надходженням тактового імпульсу інформація записується в першу ступень, а після його зняття - переписується в другу і з'являється на виходах трігера. Таким чином, в двоступеневих трігерах процес передачі інформації від входу до виходу носить двотактний характер. Швидкодія двоступеневих трігерів у два рази нижча, у порівнянні з одноступеневими.

За режимами керування розрізняють трігери із статичним та динамічним керуванням. Розглянуті трігери мають статичне керування по тактовому входу, при якому трігер сприйнятливий до сигналів на інформаційних входах весь час, поки на тактовому вході присутня 1 (прямий статичний вхід), або 0 (інверсний статичний вхід). Трігери з динамічним керуванням по тактовому входу побудовані за іншими принципами, які суттєво відрізняються від розглянутих, і базуються, наприклад, на блокуванні своїх інформаційних входів після встановлення нового стану.

Тактовий сигнал на динамічному вході сприймається трігером як такий, що дозволяє запис інформації тільки при зміні його рівня від 0 до 1 (прямий динамічний вхід), або від 1 до 0 (інверсний динамічний вхід). Інші стани тактового сигналу трігер сприймає як відсутність дозволу на прийом (запис) інформації. Наприклад, трігер з прямим динамічним входом C прийме вхідну інформацію тільки в момент зміни тактового сигналу від 0 до 1. Інформація відразу поступить на вихід трігера. Якщо інформаційні сигнали змінились при присутності 1 на вході C, то трігер на це не відреагує. В подібному випадку двоступеневий трігер, який має статичне керування, змінить інформацію, яка записана в першу ступень, не встигнувши передати її в другу. На цій відмінності реакцій трігерів із статичним та динамічним керуванням на однакові умови на входах і базується основна зовнішня ознака режимів керування трігерами.

За функціональними можливостями трігери з динамічним керуванням близькі до двоступеневих, наприклад, вони також можуть використовуватись в лічильному режимі.

Властивостями, які суттєво відрізняються від розглянутих, володіє трігер Шмітта. В нього один вхід та один вихід. Цей трігер складається з двох інверторів, які охоплені зворотнім зв'язком (рис.20,а). Передаточна характеристика такого трігера має гістерезис (рис.20,б), що обумовлює наявність двох порогових рівнів спрацьювання при зміні вхідного сигналу: при досягненні напруги на вході Uп1 трігер переходить у високорівневий стан на виході, при зменшенні вхідної напруги до Uп2 трігер повертається в нуль. Такий принцип роботи даного трігера і обумовлює область його застосування в якості формувачів прямокутних імпульсів з коливань довільної форми, одновібраторів, реле часу та ін. Виконувати функції пам'яті трігер Шмітта не може, тому застосовування його в регістрах та лічильниках неможливе. Умовне графічне позначення трігера Шмітта наведене на рис.20,в. Мікросхеми трігерів Шмітта входять до складу багатьох серій ІМС (див.табл.20).

Loading...

 
 

Цікаве