1.1 Основні теоретичні положення

Вступ

В цифрових пристроях як елементарні автомати використовують тригери різноманітних типів. Тригером називають елементарний автомат Мура з двома внутрішніми станами, яким відповідають два різноманітних вихідних сигнали. Властивість повноти системи переходів (ПСП) та виходів (ПСВ) дає можливість позначати внутрішні стани та вихідні сигнали тригерів одним і тим самим символом Q та кодувати їх літерами двозначного структурного алфавіту (0 та 1). Вхідний структурний алфавіт таких елементарних автоматів також двозначний.

Стан тригера звичайно представляється двома парафазними вихідними сигналами Q та : у стані 0 сигнали Q = 0 і , у стані 1 сигнали Q = 1, а . Коли стан тригера відбивається парою сигналів Q та , кажуть, що його стан Q представляється у парафазному коді. Вихід тригера Q називається прямим, а вихід – інверсним.

Активний рівень (діюче значення) вхідного сигналу

Основою для синтезу тригерних схем у даній роботі є логічні елементи (ЛЕ) І-НЕ. Активним рівнем вхідного сигналу (0 або 1) для конкретної схеми називають таке його значення, яке, будучи поданим хоч би на один вхід схеми, однозначно визначає значення вихідного сигналу незалежно від рівнів сигналів на інших її входах.

Для ЛЕ І та І-НЕ активним рівнем вхідних сигналів є нульовий. Справді, при подачі на один з входів цих ЛЕ значення 0 на виході ЛЕ І установиться 0, на виході ЛЕ І-НЕ установиться 1, що визначається логічною функцією, яку виконує кожний з цих елементів.

Відповідно, для ЛЕ АБО та АБО-НЕ діючим значенням вхідних сигналів є одиниця. В цьому випадку на виході ЛЕ АБО з'явиться сигнал 1, на виході ЛЕ АБО-НЕ – сигнал 0, якщо хоч би на один з входів буде поданий сигнал 1.

Звідси випливає, що на невикористані (“зайві”) входи ЛЕ для нормальної роботи схем необхідно подавати тільки неактивні рівні сигналів: для ЛЕ І, І-НЕ – значення 1, для ЛЕ АБО, АБО-НЕ – значення 0. Відзначимо, що в інтегральних системах логічних елементів на невикористані входи ЛЕ автоматично подається потенціал неактивного рівня сигналів. Однак для надійної роботи схем в інженерних розробках на невикористані входи елементів зовнішнім монтажем виконується додаткова подача неактивних рівнів вхідних сигналів.

Синхронні та асинхронні тригери

Тригери поділяються на два класи: синхронні та асинхронні. Синхронний тригер має синхронізуючий вхід C для подачі тактового сигналу t, який не несе логічної функції, а тільки відзначає хід реального часу та дозволяє перемикання тригера лише у визначені його моменти. Якщо рівень синхронізуючого (тактового) сигналу неактивний, тригер зберігає свій поточний стан незалежно від значень сигналів на його інформаційних входах. Тригер перемикається у стан, відповідний значенням вхідних інформаційних сигналів, тільки в момент надходження активного рівня тактового сигналу t. Тригер, що не має синхронізуючого входу, називається асинхронним. Такий тригер відразу перемикається в момент зміни значень інформаційних сигналів на його входах.

Умовні графічні позначення тригерів на функціональних схемах показані на рис. 1.1,в; 1.2,в; 1.4,б. В основному полі ставиться символ T або TT для позначення однотактного чи двотактного (див. далі) тригера. Ліве додаткове поле може бути поділено на дві частини: асинхронну та синхронну. В асинхронній частині проставляються символи S та R несинхронізованої установки тригера у 1 та 0, в синхронній – символи входів відповідно до типу тригера. При цьому використовують такі позначення для входів:

S – (set – установка) – вхід роздільної установки тригера в 1;

R – (reset – скидання) – вхід роздільної установки в 0;

T – (toggle – перекидатися) – вхід тригера із лічильним входом;

D – (delay – затримка) – вхід D-тригера;

J – вхід синхронізованої установки у стан 1 (або інверсний стан) в універсальному JK-тригерові;

K – вхід синхронізованої установки у стан 0 (або інверсний стан) в універсальному JK-тригерові;

V – вхід, за яким тригер настроюється на виконання функцій, що визначаються значенням інших інформаційних входів (“клямка”);

C – вхід синхронізації (тактовий вхід);

C – прямий статичний вхід, прийом вхідної інформації виконується при одиничному значенні синхронізуючого сигналу (активний рівень сигналу дорівнює одиниці);

C – інверсний статичний вхід, прийом вхідної інформації виконується при нульовому значенні синхронізуючого (тактового) сигналу (активний рівень сигналу дорівнює 0);

C – прямий динамічний вхід, прийом інформації у тригер виконується в момент зміни значення синхронізуючого сигналу з 0 на 1 (перепад 0/1);

C – інверсний динамічний вхід, прийом інформації у тригер виконується в момент зміни значення синхронізуючого сигналу з 1 на 0 (перепад 1/0).