5.3 Сумматоры Сумматор – устройство, осуществляющее операцию сложения двоичных кодов {глава 4.1} по правилам:

0+0 = 0, 0+1 = 1, 1+0 = 1, 1+1 = 0 и 1 - перенос.

Для сложения младших разрядов кода применяется полусумматор.

Рис. 5-5 Полусумматор

Во всех последующих разрядах может появиться перенос из предыдущих разрядов, который должен быть учтен. Его работа описывается таблицей 6. Здесь Cn – предыдущий перенос, Cn+1 – последующий перенос.

Сn	Аn	Вn	Σ	Cn+1
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

Таблица 6 Алгоритм суммирования

Таблица 6 реализуется в виде более сложной комбинации логических элементов, которые образуют полный сумматор, содержащий 3 входа и 2 выхода.

6 Триггеры

Триггер – логическая схема с положительной обратной связью, имеющая 2 устойчивых состояния (бистабильная ячейка).

6.1 Асинхронный RS-триггер

1) RS-триггер на двух элементах "2и-не

Рис.6-1 RS-триггер с инверсными входами

Данное уравнение является особым логическим уравнением, которое выражает последующее состояние выхода y1 в зависимости от входов х1 и х2 и предыдущего состояния выхода. Иначе его можно представить в виде:

Если S = R = 1, тогда Q_n+1 = 0+1Q_n = Q_n (хранение).

Если S = 0, R = 1, тогда Q_n+1 = 1+1Q_n = 1 (установка 1).

Если S = 1, R = 0, тогда Q_n+1 = 0+0Q_n = 0 (установка 0).

S	R	Qn+1
0	0	Запрещенное состояние
0	1	установка 1
1	0	установка 0
1	1	хранение

Таблица 7 Состояния триггера

Рис.6-2 Схемное обозначение триггера

Данный триггер называется с инверсными входами так как активным уровнем сигнала подаваемого на входы является 0.

На основе этого триггера строится схема, устраняющая дребезг контактов кнопочного переключателя при его замыкании (схема "антидребезг").

Рис.6-3 Схема "антидребезга"

При нажатии кнопки К схема из положения "0" переходит в положение "1". Во время дребезга контактов, контакт в начальное положение не возвращается, а оказывается в промежуточном положении, тогда на входы поступают "висячие" единицы и триггер находится в состоянии хранения. Дребезг устраняется.

2) RS-триггер на элементах "2или-не". Это триггер с прямыми входами.

Рис.6-4 RS-триггер с прямыми входами

Его таблица состояний:

S	R	Qn+1
0	0	хранение
0	1	установка 0
1	0	установка 1
1	1	запрещенное состояние

3) RS-триггеры со входной логикой:

Рис.6-5 Триггер с входной логикой

Для того, чтобы такой триггер сработал необходимо, чтобы R и S сигналы обеспечивались соответствующей конъюнкцией Ri и Si сигналов.

Паразитные триггеры (триггерное кольцо)

Если в электронной схеме оказались соединенными в кольцо любое четное число инвертирующих элементов, то получится схема также имеющая 2 устойчивых состояния.

Рис.6-6 Триггерное кольцо

Такие схемы не строят, они возникают случайно в результате неисправности. Их надо уметь распознавать и устранять.

Генератор меандра

Если соединить в кольцо любое нечетное число инвертирующих элементов, то образуется генератор меандра – периодической последовательности прямоугольных импульсов, у которых длительности импульса и паузы равны tимп = tпаузы (скважность =1).

Рис.6-7 Меандр

6.2 Тактируемый (синхронный) RS-триггер

В них вводится дополнительный вход тактового импульса (стробимпульс с).

Рис.6-8 Тактируемый RS-триггер

Eсли с = 0; Q_n+1 = Q_n – хранение. Если с = 1; Q_n+1 = (S+RQ)_n.

Данная схема "прозрачна" по S и R входам при с = 1.

6.3 D-триггер типа "защелка"

Рис.6-9 D-триггер

При с =1, что подается на D, то и появляется на Q.

Если с =0, то режим хранения.

Этот триггер может использоваться для хранения информации поступающей на вход D, а также как триггер задержки, срабатывающий через интервал времени от начала сигнала D до начала сигнала с.

6.4 Статический Т-триггер

Q	/Q	C	/S	/R
1	0	0	1	1
0	1	1	1	0
0	1	0	1	1
1	0	1	0	1

Таблица 8 Состояния T-триггера

Триггер имеет единственный вход С и меняет свое состояние каждый раз при поступлении 1 на этот вход.

Рис.6-10 Статический T-триггер

Данный триггер делит частоту входного сигналов на 2 (рис.6-11) На этом основано построение счетчиков и делителей частоты на произвольное заданное число.

Рис.6-11 Деление частоты на 2

6.5 Однотактный JK-триггер

Срабатывает в момент перехода строб сигнала С с 0 в 1(по его переднему фронту).

Рис.6-12 Однотактный JK-триггер

Рис 6-13 Условное обозначение JK-триггера

Если соединить входы j, с и k, то получится Т-триггер. Если с = 0, то хранение при любых J и K. В JK-триггере запрещенных состояний нет.

Jn	Kn	C	Qn+1		состояние
0	0		Qn	/Qn	хранение
0	1		0	1	запись 0
1	0		1	0	запись 1
1	1		/Qn	Qn	Т-триггер

Таблица 9 Состояния JK-триггера

6.6 Двухтактный (2x ступенчатый) триггер

1) Двухтактный RS-триггер (MS-триггер).

При С = 1, информация принимается в М-триггер, но не проходит в S-триггер.

При С = 0, информация из М-триггера переписывается в S-триггер.

Рис.6-14 Двухтактный RS-триггер

М – master – ведущий; S – slave – ведомый.

При любом С одна ступень триггера "прозрачна", другая "непрозрачна", поэтому триггер в целом непрозрачен.

2) Двухтактный JK-триггер.

Это двухтактный RS-триггер, выходы Q которого заведены накрест на входные конъюнкторы, тогда R и S входы называются J и К входами.

Если j = k = 0 то С-сигнал не может открыть триггер – хранение. Если j = 1; k = 0, то С-сигнал откроет конъюнктор &1, но только если до поступления С-сигнала было: Q = 0; . В отличие от обычного RS-триггера {глава 6.1}, вариант j = k = 1 не запрещён.

7 Регистры

7.1 Классификация регистров

Регистр – функциональный узел объединяющий несколько однотипных триггеров.

Типы регистров:

1) Регистры защелки – строятся на триггерах защелках (К155ТМ5; К155ТМ7), запись в которые ведется уровнем стробирующего сигнала.

В триггере К155ТМ8 - запись ведется положительным фронтом стробирующего сигнала.

2) Сдвигающие регистры – выполняют функцию только последовательного приема кода.

3) Универсальные регистры – могут принимать информацию в параллельном и последовательном коде.

4) Специальные регистры – К589ИР12 имеют дополнительные варианты использования.