4. Тактируемые триггеры. Особенности. Параметры. Временные диаграммы.

На входы логического элемента или устройства сигналы не всегда поступают одновременно, так как перед этим они могут про­ходить через разное число элементов, не обладающих к тому же одинаковой задержкой. Это явление описывают как состязания или гонки сигналов. В результате в течение некоторого времени на входах создается непредвиденная ситуация: новые значения од­них сигналов сочетаются с предыдущими значениями других, что может привести к ложному срабатыванию элемента (устройства). Последствия гонок можно устранить временным стробированием, когда на элемент, кроме информационных сигналов, подаются тактирующие (синхронизирующие) импульсы, к моменту прихода которых информационные сигналы заведомо успевают устано­виться на входах.

Тактируемый триггер, кроме информационных входов, имеет синхронизирующий (тактирующий, тактовый) вход; сигналы на информационных входах воздействуют на такой триггер только с поступлением сигнала на синхронизирующий вход.

На практике наибольшее применение нашли тактируемые D-триггеры. Их назначение обусловлено свойством сохранять предыдущее состояние после снятия входного сигнала до прихода очередного тактового импульса.

На рис. 5.36 изображена принципиальная схема, временные диаграммы работы и условное графическое обозначение синхронного D-триггера, построенного на логических элементах “И-НЕ”. В схеме указаны дополнительные входы и , называемые входами предустановки, назначение которых – перевод триггера в одно из возможных состояний не дожидаясь прихода тактового импульса.

а) б) в)

Рис. 5.36. Схема D-триггера (а), временные диаграммы работы (б),

условное графическое обозначение (в)

Нижеперечисленные соотношения входных сигналов при наличии на входах и логических единиц характеризуют принцип работы триггера:

С=0, D=0 состояние триггера не меняется; C=0, D=1 состояние триггера не меняется; C=1, D=1 устанавливаются состояния Q=1, =0; триггер сбросился; C=1, D=0 устанавливаются состояния Q=0, =1, триггер установился.

5. Параллельные регистры. Функциональная схема. Установка нулевого состояния. Сигналы управления.

Регистрами называют устройства, предназначенные для приема, хранения и передачи информации. Последняя в регистре хранится в виде двоичного кода, каждому разряду которого соответствует свой элемент памяти (разряд регистра), выполненный на основе триггеров RS-, JK-, или D-типа.

Классификацию регистров можно провести по различным признакам, важнейшими из которых являются способ ввода-вывода информации и характер представления вводимой и выводимой информации.

По способу ввода-вывода информации различают параллельные , последовательные и параллельно-последовательные регистры. В регистрах памяти и ввод информации и ее вывод осуществляются в параллельном коде. При этом время ввода (вывода) всего числа равно времени ввода (вывода) одного разряда. В регистрах сдвига число вводится и выводится последовательно разряд за разрядом. Время ввода (вывода) m-разрядного двоичного числа в таких регистрах определяется величиной mT_c, где T_c - период следования тактовых импульсов, осуществляющих ввод (вывод) информации. В параллельно-последовательном регистре ввод числа может осуществляться в параллельном коде, а вывод - в последовательном или наоборот.

По характеру представления вводимой и выводимой информации различают регистры однофазного и парафазного типов. В однофазных регистрах информация вводится в прямом либо в обратном кодах, а в парафазных - одновременно и прямом и в обратном. Регистры первого типа строятся на основе D-триггеров, второго - на основе RS- или JK-триггеров. Вывод информации из регистров обоих типов может осуществляться в прямом и в обратном кодах.