7.1. Краткие теоретические сведения
По способу ввода и вывода кодов и логических сообщений различают логические устройства: последовательного, параллельного и смешанного действия.
В устройствах последовательного действия информация вводится в устройство поразрядно, обрабатывается и выводится из устройства последовательно.
В устройствах параллельного действия информация вводится в устройство в || коде, обрабатывается и выводится из устройства также параллельно, байтами.
По способу функционирования логические
устройства делят на 2 класса:
- комбинационные схемы и устройства;
- последовательностные схемы и устройства.
В комбинационном устройстве (в лог. автомате, не обладающем памятью) каждый символ на выходе (0 или 1) определяется лишь символами 0 или 1, действующими в данный момент на входе устройства, и не зависит от того, какие символы ранее действовали на эти входы.
В последовательностном устройстве (в лог. автомате, обладающем памятью) выходной сигнал определяется не только набором символов, действующих на входах в данный момент времени, но и внутренним состоянием устройства, и зависит, какие наборы символов действовали на входах ранее (рис. 7.1).
Триггер – комбинационное последовательностное цифровое устройство, скоростной логический элемент, являющийся конечным цифровым автоматом, обладающим памятью, например, величиной в одно двоичное число.
В триггере совокупность выходных сигналов, в заданный момент времени зависит не только от комбинации входных сигналов в этот момент времени, но и от сигналов предыдущего момента времени. Каждому состоянию триггера соответствуют определенные сигналы на входах и выходах, отличающихся уровнем.
Характеристики переключения триггера (пороги вкл. и выкл.) зависят от типа триггера, вида взаимодействия сигналов на входах и цепи обратной связи.
По ГОСТ 2.743-73 триггеры разделяются:
а) по способу записи информации на синхронные и асинхронные;
б) по способу синхронизации: - со статическим или динамическим управлением;
в) по функциональному признаку триггеры разделены на 4 группы:
1) Триггеры с двумя установочными входами - RS – триггеры - защелки.
2) Триггеры задержки с одним входом - D - триггер.
3) Триггер с одним счетным входом - Т - триггер.
4) Универсальные триггеры JK, в том числе с несколькими входами:
Триггер, как конечный автомат, характеризуется свойствами:
1) число входных переменных (Х) зависит от типа триггера.
2) возможное число внутренних состояний - два (0; 1), что соответствует одной
внутренней переменной (Z), обозначаемой как (Q) на выходе;
3) число выходных переменных (Y) - одно; значение Y совпадает со значением Q,
т.е. Yt + 1 = Qt +1, поэтому триггер является автоматом МУРА.
Выходы: Q = прямой и Q = инверсный,
определяющие состояние триггера.
Триггер находится в единице, если Q = 1, и находится в нуле, когда Q = 0.
Изменение состояния TR под действием входных сигналов происходит скачком.
По характеру входных запускающих сигналов различают триггеры с потенциальными (статическими) входами и с импульсными (динамическими) входами.
Схемотехническое обозначение входов триггера показано на рис. 7.2.
Симметричные триггеры обладают равнозначными устойчивыми состояниями.
Функциональные состояния T и D триггера зависят от вида запускающих сигналов: S - установка в 1; R - установка в 0; Т - счетный вход; V - разрешение записи; D - задержка; J и К - переключение происходит соответственно из 0 в 1 и из 1 в 0. J и К входы отличаются от S и R входов допустимостью подачи "1" одновременно на 2 входа; С - вход синхронизации.
По ГОСТ 2.743-72 триггеры имеют следующее обозначение:
а) RS - триггеры со статическим входом, синхронизируется ‘1’ по С;
б) JK - триггеры со статическим входом, синхронизируется ‘1’ по С;
в) - триггер задержки со статическим входом D, синхронизируемый ‘0’ по С;
г) асинхронный Т - триггер с дин. входом, срабатывающим при переходе 0 / 1;