9.2 Асинхронный rs-триггер

В зависимости от логической структуры различают RS-триггеры с прямыми и инверсными входами. Их схемы и условные обозначения приведены на рис. На базе 2ИЛИ-НЕ.

Рис. 9.3 RS-триггеры с прямыми и инверсными входами

На рисунке 9.3(а) приведена схема триггера на двух логических элементах ИЛИ-НЕ – это RS-триггер с прямыми входами, на рис.9.3(б) – условное обозначение ИС. На рис. 9.3(в) – RS-триггер собранный на двух логических схемах И-НЕ с инверсными входами, на рис.9.3(г) – условное обозначение. Как видно прямой (Q) и инверсный ( ) подсоединены к одному из входов другого элемента, что обеспечивает триггеру два устойчивых состояния.

Рассмотрим принцип работы RS-триггеров.

При входных сигналах S=1, R=0 триггер устанавливается в единичное состояние Q=1, а при S=0, R=1 в состояние Q=0. При S=R=0 триггер сохраняет исходное состояние. Если же S=R=1 – триггер находится в неустойчивом (неопределенном) состоянии. Следовательно, данная комбинация входов S=R=1 является запрещенной. Временные диаграммы сигналов RS-триггеров приведены ниже.

Рис. 9.4 Временные диаграммы сигналов RS-триггеров

Соответственно таблица истинности RS-триггеров

С прямыми входами С инверсными входами

S	R	Q					Q
0	0	0	1		0	0	*	*
0	1	0	1		0	1	1	0
1	0	1	0		1	0	0	1
1	1	*	*		1	1	0	1

Из таблицы истинности видно, что состояние входов S=1, R=1является запрещенными для RS-триггера с прямыми входами, а состояние входов S=0, R=0 для триггера с инверсными входами. После окончания информации на этих входах в обоих случаях триггер может иметь любое из устойчивых состояний. Именно по этому эти комбинации входов являются запрещенными.

Режим S=1, R=0 называется режимом записи 1, так как при этом Q=1, а режим S=0, R=1 – режим записи 0. Режим S=0, R=0 – режим хранения информации, так как при этом информация на выходе триггера не меняется. Для триггера с инверсными входами все наоборот.

Лекция №14

11.0 Регистры хранения и сдвига

Регистр – узел вычислительной машины, служащий для хранения машинных слов или его частей. Обычно регистр имеет дополнительные цепи, с помощью которых выполняются микрооперации:

• прием;

• преобразование (из прямого в обратный код и наоборот);

• выдача;

• гашение (установка "0");

• хранение.

Основу регистра составляют триггеры (элементы хранения информации) различных типов RS, JK, D и их модификации.

На рисунке приведена схема регистра хранения n-разрядного слова. Регистр построен на синхронных RS-триггерах. В схеме регистра предусмотрены цепи, обеспечивающие выполнение дополнительных микроопераций.

Объединение входов R каждого триггера общей шиной образует шину гашения (установка "0"). Для установления регистра в состояние "0" необходимо подать одновременно сигналы, соответствующие "1", по шине Уст. "0" и шине С, объединяющей синхронизирующие входы триггеров.

Цепь параллельного приема кода Х₁..Х_n представлена конъюнкторами, выходы которых связаны с установочными входами S-триггеров.

Входы этих конъюнкторов объединены общей шиной приема П. Выполнение микрооперации "Прием" заключается в следующем.

Принимаемый код Х₁..Х_n подается на входы конъюнкторов. До его подачи регистр устанавливается в состояние "0". Затем подается сигнал по шинам П и С. В разрядах, где Х_i=1 происходит установка триггеров в единичное состояние. В разрядах, где Х_i=0, состояние триггеров не изменяется.

Рис. 11.1 Схема регистра хранения n-разрядного слова

Микрооперация "Выдача" реализуется с помощью конъюнкторов, на входы которых поступают сигналы с прямого выхода Q_і триггеров. Вторые входы этих конъюнкторов объединены общей шиной – шиной выдачи В. Подавая сигнал по шине В, получаем на выходе конъюнкторов прямой код Х₁..Х_n,а при подаче сигнала по шине преобразование (Пр.) на выходе конъюнкторов появляется код .

Широко используется в регистрах парафазный прием и выдача информации. Такое решение не требует предварительной установки в "0" элемента хранения при выполнении приема. На рисунке для приема парафазного кода необходимо подать сигнал по шинам С₁ и П.

Рис. 11.2 Прием парафазного кода в регистре

Чтобы триггер Т_i в данной схеме осуществлял хранение кода, достаточно исключить подачу сигнала по шине П. Использование парафазной передачи позволяет совместить выдачу кода с одного регистра с приемом кода на другой регистр. Для этого выход Q_i соединяют с входом S, а выход с входом R триггера Т_i. Для парафазной передачи кода с триггера Т_i на триггер Т_i' достаточно подать сигнал по шине С₂.

Работу регистров хранения можно представить в 5 этапов:

1. "УСТАНОВКА НУЛЯ Подается сигнал на вход RS-триггера, т. е. С=R=1;

2. "ЗАПИСЬ". По шине П и С подается сигнал, т. е. П=С=1. При этом для входов Х_i=1  "запись", а для входов Х_i=0 "хранение", т. е. состояние триггеров не меняется;

3. "ХРАНЕНИЕ". (П_прием=0)  Q(t+1)=Q(t);

4. "ВЫДАЧА" прямого кода В=1;

5. "ВЫДАЧА" обратного кода П_преобр=1.

Работу парафазного регистра можно разделить на 3 этапа:

1. "ЗАПИСЬ КОДА" – П_прием=С₁=1;

2. "ХРАНЕНИЕ КОДА" – П=0;

3. "ВЫДАЧА КОДА" – С₂=1.