Синтез автоматов с памятью.
5.1.Функциональные узлы последовательного типа (Автоматы с памятью).
1. Понятие триггерного устройства.
Триггеры
– простейшие автоматы с памятью. В
таких устройствах сигнал на выходе
сохраняется и после того, как входные
(управляющие) перестали действовать.
Принято текущее состояние триггера
обозначать
,
а новое, которое он примет после прихода
новых управляющих сигналов
.
Особенностью триггеров является то,
что новое состояние
зависит не только от значения входных
сигналов, но и от предыдущего состояния
триггера
следовательно при синтезе автономов
с памятью появляется дополняющая
переменная
.
В
триггерах, помимо прямого выхода
,
обязательно имеется инверсный выход
.
Структуры триггеров можно разбить на
две части.
Одина – управляющая, комбинационная часть, определяется логикой работы триггера.
Вторая – запоминающая часть (фиксатор)
Классический фиксатор представляет собой два инвертора, соединенные между собой «Крест на крест» так, что выход одного соединения со входом другого.
Рисунок 5.1.1
Так как фиксатором необходимо управлять, то в триггерах фиксаторы реализуют на схемах «ИЛИ – НЕ » (Вебба), «И – НЕ» (Шеффер).
Схема 5.1.1
Например, если в схеме 5.1.1 с помощью управляющего сигналов на прямом выходе с помощью фиксаторов установлена единица, то на инверсном выходе «0», а после снятия управляющих сигналов «0» на инверсном выходе будет поддерживать единицу на прямом выходе сколько угодно долго до подачи следующих сигналов.
Триггеры разделяются:
По логике работы.
По способу записи информации.
По первому можно выделить четыре варианта используемых триггеров:
«RS – триггер» - имеет два управляющих сигналов: S (set) – установочный вход в единицу; R (reset) – установочный вход в ноль.
При S=1 и R=0 триггер безусловно устанавливается в единицу, независимо от состояния . При S=0 и R=1 триггер безусловно устанавливается в ноль.
Ситуация S= R=1 является запрещенным набором, который никогда не должен приходить на вход триггера.
«D – триггер»
Как видим, этот триггер имеет один управляющий вход. Логика его работы очень проста: он на выходе повторяет входной управляющей сигнал.
«T – триггер» (счетный триггер) – этот триггер имеет один управляющий вход T и изменяет свое состояние на противоположное с приходом каждой очередной единицы.
«JK – триггер» (универсальный). В основном он работает как «RS – триггер» при J=1 и K=0 – «1»
при J=0 и K=1 – «0»
В отличие от RS, при J=K=1, он работает как счетный триггер.
По способу записи информации триггеры делятся на две группы: асинхронные и синхронные (тактируемые).
Асинхронные триггеры изменяют свое состояние при подаче сигналов на информационные входы.
Синхронные триггеры кроме информационных входов имеют еще тактовый вход, обозначаемый буквой С. Состояние синхронных триггеров изменяется в соответствии со значениями сигналов на информационных входах при подаче тактового (синхронизирующего) импульса (СИ).