ФОЭ / СлайдыФОЭчасть2
.pdf
D-триггер
D-триггер (от английского Delay – задержка) имеет один информационный (D – Data – данные) и один тактируемый (С – Clock – тактовая последовательность) вход. Такой триггер можно получить из RS-триггера, подав на R-вход инвертированный сигнал с S-входа.
Синхронный D-триггер со статическим управлением
Статический синхронный триггер реагирует на входные сигналы в течение всего времени, пока тактовый сигнал С равен единице.
Синхронный триггер с динамическим управлением
D-триггер с динамическим управлением, тактируемый фронтом тактового импульса, можно выполнить по двухступенчатой схеме.
При С=0 триггер первой ступени повторяет сигнал D, но триггер второй ступени защелкнут (находится в режиме хранения). При переходе к С=1 первый триггер защелкивает на своем выходе информацию со входа D, а второй повторяет ее на своем выходе. Таким образом, двухступенчатый триггер по фронту тактового импульса защелкивает на своем выходе уровень сигнала с входа D и сохраняет его до следующего фронта.
Триггеры с динамическим управлением необходимы для построения счетчиков и регистров сдвига.
Т-триггер
Т-триггер (от английского Toggle – опрокидываться, кувыркаться) имеет только тактовый вход Т и меняет свое состояние на противоположное по фронту или срезу каждого нового тактового импульса. На рисунке показано УГО Т-триггера и как можно выполнить Т-триггер на основе RS- или D-триггеров с динамическим управлением.
Каждый раз по фронту сигнала Т изменяется уровень напряжения на выходе Q. Частота изменения потенциала на выходе Т-триггера в два раза меньше частоты импульсов на его тактовом входе. Это свойство Т-триггера используется при построении двоичных счетчиков, а Т- триггер называют также счетным триггером.
JK-триггер
JK-триггер – это универсальный триггер. В зависимости от схемы включения он может выполнять функции RS, D и Т-триггеров. Информационные входы у него называются J и К (J – Jerk – резкое движение, толчок; K – Kill – ликвидировать). Он строится на базе RS-триггера и логических элементов.
В отличие от RS-триггера, в JK-триггере устранено запрещенное состояние при J=K=1. При совпадении логических единиц на информационных входах J и K, он работает как счетный (режим переключения), т.е. меняет свое состояние на противоположное при каждом новом такте. Логическая 1 на входе J устанавливает триггер в состояние единицы (режим записи 1, установка), логическая 1 на входе К переводит триггер в состояние логического нуля (режим записи 0, сброс) при наличии тактирования. При наличии логических нулей на входах J и К тактовый импульс не меняет состояние триггера (режим хранения). Во избежание режима генерации здесь требуется применять RS-триггер двухступенчатого типа или с динамическим управлением.
Построение различных типов триггеров на основе JK-триггера
Достаточно широкое распространение JK-триггеров обусловлено тем, что на этом триггере легко построить любой другой триггер (RS, D или T).
Счетчики
Счетчиком называется последовательностное устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде.
Понятие «счетчик» является очень широким. К счетчикам относят автоматы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, фиксируя тем самым число поступивших на их вход импульсов в том или ином коде.
Счетчики строятся на основе N однотипных связанных между собой разрядных схем, каждая из которых в общем случае состоит из триггера и некоторой комбинационной схемы, предназначенной для формирования сигналов управления триггером.
В цифровых схемах счетчики могут выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами:
установка в исходное состояние (запись нулевого кода); запись входной информации в параллельной форме; хранение информации; выдача хранимой информации в параллельной форме;
инкремент — увеличение хранящегося кодового слова на единицу; декремент — уменьшение хранящегося кодового слова на единицу.
Классификация счетчиков
По направлению счета счетчики подразделяют на:
суммирующие, выполняющие операцию инкремента над хранящимся кодовым словом;
вычитающие, выполняющие операцию декремента над хранящимся кодовым словом;
реверсивные, выполняющие в зависимости от значения управляющего сигнала над хранящимся кодовым словом либо операцию декремента, либо инкремента.
По способу организации межразрядных связей счетчики делятся на:
счетчики с последовательным переносом, в которых переключение триггеров разрядных схем осуществляется последовательно один за другим;
счетчики с параллельным переносом, в которых переключение всех триггеров разрядных схем осуществляется одновременно по сигналу синхронизации;
счетчики с комбинированным последовательно-параллельным переносом, при котором используются различные комбинации способов переноса.
Суммирующий счетчик с последовательным переносом
Вычитающий счетчик с последовательным переносом
Суммирующий счетчик с параллельным переносом