
- •Министерство образования Российской Федерации
- •Н.Н. Номоконова
- •Введение
- •Тема 1. Способы преобразования цифровой информации Лекция 1. Цифровые устройства и цифровая информация
- •1.1. Цифровая обработка радиосигналов
- •1.2. Некоторые сведения о цифровых интегральных схемах
- •1.3. Краткие сведения о системах счисления
- •Представление чисел в различных системах счисления
- •Примеры перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •Вопросы и упражнения
- •Лекция 2. Логические функции и тождества
- •2.1. Понятие кодирования цифровой информации
- •Окончание табл. 2.1
- •2.2 Представление операндов в прямом, обратном и дополнительном кодах
- •2.3. Основные логические функции
- •На основе этих постулатов построены тождества булевой алгебры, приведенные в табл. 2.2.
- •Логические тождества
- •Окончание табл.2.2
- •Данные тождества являются основой при построении цифровых устройств, реализующих различные логические функции
- •Логические функции двух аргументов
- •2.4. Простейшие логические элементы
- •2.5. Функционально полный набор
- •Вопросы и упражнения
- •3.2. Способы борьбы с состязаниями сигналов
- •1. Подбор задержек элементов таким образом, чтобы задержки в различных ветвях распространения сигнала стали бы равными
- •2. Введение дополнительной синхронизации
- •3. Введение логической избыточности
- •Вопросы и упражнения
- •Лекция 4. Кодопреобразователи и компараторы
- •4.1. Шифраторы (cd – coder)
- •4.2 Дешифраторы (dc от слова decoder)
- •4.3. Цифровые компараторы
- •4.4. Мультиплексоры (mux от слова multiplexor)
- •5.2. Основные параметры триггеров
- •5.3. Взаимозаменяемость триггеров
- •Лекция 6. Схемы триггеров
- •6.1. Триггер с установочными входами – rs-триггер (set – устанавливать, reset – восстанавливать)
- •Асинхронный rs-триггер со статическим способом управления записью
- •Функционирование асинхронного rs-триггера
- •Параметры асинхронного rs-триггера
- •Функционирование rs-триггера с инвертированным входами
- •Синхронный rs-триггер
- •Функциональная схема синхронного rs-триггера
- •Лекция 7. Счетный триггер и jk-триггер
- •7.1. Счетный триггер (от английского слова topple – кувыркаться)
- •Асинхронный т-триггер
- •Асинхронный jk-триггер
- •Функционирование асинхронного jk-триггера
- •Характеристическая таблица jk-триггера
- •Лекция 8. Счетчики
- •8.1. Определение, основные характеристики и классификация счетчиков
- •Параметры счетчиков
- •8.2. Классификация счетчиков
- •8.3. Синхронные двоичные счетчики
- •Синхронный вычитающий двоичный счетчик
- •Лекция 9. Реверсивные и асинхронные счетчики
- •9.1. Синхронный двоичный реверсивный счетчик
- •9.2. Асинхронные счетчики
- •Асинхронный суммирующий двоичный счетчик
- •Вопросы и упражнения
- •Лекция 10. Регистры
- •10.1. Назначение и классификация регистров
- •Регистр памяти на d-триггерах
- •Регистры сдвига
- •Вопросы и упражнения
- •Список литературы
- •Содержание
- •Тема 1. Способы преобразования цифровой информации 4
- •Тема 2. Цифровые устройства комбинационного типа 15
- •Тема 3. Цифровые устройства последовательностного типа 23
- •Номоконова Наталья Николаевна
- •690600, Владивосток, ул. Гоголя, 41
- •690600, Владивосток, ул. Державина, 57
5.2. Основные параметры триггеров
Подбор типа триггера для использования в качестве функционального элемента схемы не обходится без определения его параметров. Основные параметры триггеров в интегральном исполнении приводятся в справочниках и как паспортные данные. К ним относятся:
– нагрузочная способность (N) определяется числом элементов, которые можно подключить к выходу триггера без ущерба функционированию;
– задержка переключения триггера Тз.тр (временной интервал между моментами поступления сигнала на вход и реакцией на выходе на этот сигнал);
– разрешающее время триггера Т тр (минимальный интервал времени между входными сигналами, при котором не нарушается нормальное функционирование триггера);
– максимальная частота переключения триггера Fmax = 1/Tmax
5.3. Взаимозаменяемость триггеров
На практике часто встречаются ситуации, когда необходим триггер одного типа, а в наличии имеются другие, тогда, изменяя варианты подключения выходов триггера к его входам, можно получить желаемый результат. Например, если D-триггер имеет синхронизирующий вход с динамическим управлением и инверсный выход, на его основе можно реализовать Т-триггер. На базе универсального JK-триггера можно построить триггер любого типа. На рис. 5.2,а,б,в приведены схемы реализации Т-триггера из D-триггера и D- и Т-триггеров на базе JK-триггера соответственно.
Лекция 6. Схемы триггеров
6.1. Триггер с установочными входами – rs-триггер (set – устанавливать, reset – восстанавливать)
Триггером RS типа называют триггер, имеющий два информационных входа R и S. При S=1, R=0 на выходе триггера появляется «1» (Q=1), при S=0, R=1 состояние «0» (Q=0), а при S=0, R=0 сохраняется предыдущее состояние. Данный тип триггеров может быть как синхронным, так и асинхронным. Управление записью информации осуществляется как статическим способом, так и динамическим. Самым простым является асинхронный RS-триггер, который является элементарной ячейкой для построения других типов триггеров и называется конъюнктивной бистабильной ячейкой (КБЯ).
Асинхронный rs-триггер со статическим способом управления записью
Таблица 6.1
Функционирование асинхронного rs-триггера
Rn |
Sn |
Qn |
Qn+1 |
Операции, выполняемые триггером |
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 |
0 1 1 1 0 0 * * |
Хранение информации Хранение информации Установка «1» Подтверждение «1» Подтверждение «0» Установка «0» Не определена Не определена |
У асинхронного триггера нет входа синхронизации. Выше приведена таблица функционирования триггера (табл. 6.1), в которой Rn, Sn – это сигналы на входах в данный тактовый момент времени, состояние на выходе в это же время – Qn, а Qn+1 – состояние, в которое он переключится под воздействием сигналов на информационных входах.
При Sn=1 и Rn=0 триггер переходит в состояние «1», либо изменяя свое предыдущее состояние из «1» в «0», либо сохраняя его, если до этого он находился в состоянии «1» (Qn=1). Следует вывод, что вход S – вход установки триггера в «1».
Вход R – вход, установки триггера в «0», т.к. при подаче сигналов Rn=1, Sn=0 триггер в любом случае принимает состояние «0». При комбинации сигналов на информационных входах триггера Rn=Sn=1 его функционирование не определено и поэтому такая ситуация на входах запрещена. Хранение предыдущего состояния осуществляется, когда выполняется равенство Rn и Sn =0.
Асинхронный RS–триггер (рис. 6.1) может быть реализован на элементах Пирса (КМОП технология) или Шеффера (ТТЛ технология).
Асинхронный RS-триггер на элементах Пирса состоит из двух логических элементов DD1 и DD2. Именно такой триггер носит название КБЯ.
Рис. 6.1. Асинхронный RS-триггер: а – условное обозначение; б – схема на элементах Пирса; в – схема на элементах Шеффера