§31. Последовательностные логические схемы
Главное свойство последовательностных устройств – зависимость выходного сигнала от комбинации входных сигналов и от значений переменных на входе и выходе в предыдущий момент времени. Например, необходимо сложить два числа, потом к этой сумме прибавить третье, следовательно нужна память для сохранения предыдущей суммы и обратная связь для возврата к входу этой суммы.
Самым распространенным элементом памяти является триггер (см. бистабильный генератор, триггер с коллекторно-базовыми связями). Рассмотрим его эквивалентную схему на логических элементах:
Из равновесного состояний система выводится замыканием на ноль одного из входов, это неуправляемый триггер. Но если заменить элементы НЕ на элементы 2И-НЕ или 2ИЛИ-НЕ, получим простейший асинхронный неуправляемый RS – триггер.
S – вход установки, R – вход сброса. Если R=S=0 – получаем инвертор. Для триггеров заполняется не таблица истинности, а таблица переходов:
входы |
выходы |
|||
R |
S |
Qt-1 |
Qt |
Q’t |
0 |
0 |
0 |
Qхран |
Q’хран |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
Неопределенно в режиме хранения |
||
Перекрестная связь требует чтобы на выходах были противоположные значения. Для схемы на основе ИЛИ-НЕ активным логическим уровнем является логическая единица, то есть для выполнения какого-либо действия необходимо чтобы R и S попеременно были равны единице.
Для И-НЕ активный логический уровень – 0, поэтому входы у него обозначаются R’ и S’.
Таблица переходов имеет тот же вид
§32 Синхронный rs – триггер
Для перехода триггера в определенное состояние используется последовательность тактовых импульсов, то есть триггер может изменить своё состояние при подаче синхронизирующих импульсов на оба входа. Рассмотрим триггер, который воспринимает тактовый импульс, меняющий своё состояние при переходе через логическую единицу.
С – тактовый вход. Если на него подавать сигнал, равный нулю, то на входах триггера логический ноль и состояние его не меняется. Если С=1, то состояние меняется в соответствии с таблицей. Входы S0 и R0 – дополнительные входы сброса.
§33 D – триггер
Триггер данных – синхронный RS – триггер, управляемый только по одному входу.
Исходя из конструкции, здесь невозможно запрещенное состояние, когда R=S=1. С=0 – состояние триггера не изменяется, С=1 – состояние изменяется в соответствии с таблицей. D – триггер называется еще прозрачной защелкой, так как на выходе Q повторяется состояние входа D.
§34 JK – триггер
Это схема со стробированием R и S входов. В отличии от D – триггера, он имеет два раздельных входа, но состояние неопределенности когда R=S=1 устраняется стробированием входов. Передача сигнала идет при положительном фронте, то есть когда С=1, вход установки – J, вход сброса – K. При J=K=1 триггер работает в счетном режиме.
