- •1. СТАНОВЛЕНИЕ ТЕОРИИ АВТОМАТОВ
- •1.1. Взаимосвязь теории автоматов и других
- •1.2. Подходы к определению конечного автомата
- •1.3. Сущность метода "черного ящика"
- •1.4. Основные задачи теории автоматов
- •2. ФОРМАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АБСТРАКТНЫХ АВТОМАТОВ И ИХ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
- •2.1. Словесные определения автоматов
- •2.2. Формальное определение абстрактного автомата
- •2.3. Формальная классификация автоматов
- •2.4. Математические модели автоматов
- •2.4.1. Модель Мили
- •2.4.2. Модель Мура
- •2.4.3. Модель совмещенного автомата (С-автомата)
- •2.4.4. Модель микропрограммного автомата
- •3. СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ПЕРВОГО УРОВНЯ АБСТРАКТНЫХ АВТОМАТОВ
- •3.1. Структурная модель автомата Мили
- •3.2. Структурная модель автомата Мура
- •3.3. Структурная модель С-автомата
- •3.4. Структурная модель микропрограммного автомата
- •4. СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ АБСТРАКТНЫХ И СТРУКТУРНЫХ АВТОМАТОВ
- •4.1. Начальные языки
- •4.1.1. Язык регулярных выражений алгебры событий
- •4.1.2. Язык логических схем
- •4.1.3. Язык граф – схем алгоритмов
- •4.2. Автоматные языки
- •4.2.1. Таблицы переходов и выходов
- •4.2.2. Матрицы переходов и выходов
- •4.2.3. Граф автомата
- •4.3.2. Язык временных диаграмм
- •5. Минимизация абстрактных автоматов
- •6. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ
- •6.1. Формальное определение алгебры логики
- •6.2. Аксиомы, теоремы и законы алгебры логики
- •6.2.1. Аксиомы алгебры логики
- •6.2.2. Теоремы алгебры логики
- •6.2.3. Законы алгебры логики
- •6.3. Основные понятия и определения
- •6.4. Формы представления логических функций
- •6.4.1. Словесная форма представления логических функций
- •6.4.2. Табличная форма представления логических функций
- •6.4.3. Аналитическая форма представления логических функций
- •7. Минимизация логических функций
- •7.1. Методы минимизации логических функций на основе прямых аналитических преобразований СДНФ
- •7.2. Метод испытания импликант
- •7.3. Визуальные методы минимизации логических функций
- •7.3.2. Метод минимизации частично определенных логических функций с помощью карт Карно
- •7.4. Машинно-ориентированные методы минимизации логических функций
- •7.5. Групповая минимизация системы логических функций
- •8. ФУНКЦИОНАЛЬНО ПОЛНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
- •9. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
- •9.1. Программируемые логические матрицы
- •10. КОНЕЧНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
- •11. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ТИПОВЫХ КОМБИНАЦИОННЫХ АВТОМАТОВ
- •11.1. Шифратор (coder) и его синтез
- •11.2. Дешифратор и его синтез
- •11.3. Мультиплексор и его синтез
- •11.4. Синтез демультиплексора (распределителя)
- •12. Элементарные автоматы с памятью и их синтез
- •12.1. Понятие функционально полной системы элементарных автоматов
- •12.2. Разновидности триггеров
- •12.3. Обобщённая характеристика триггеров
- •12.4. Синтез однотактного асинхронного RS-триггера
- •12.4.1. Синхронный однотактный RS-триггер
- •12.5. Синхронный однотактный D-триггер
- •12.6.1. Принцип построения двухтактного триггера
- •12.6.2. Однотактный Т-триггер
- •12.6.3. Двухтактные Т-триггеры
- •12.7. Двухтактный JK-триггер
- •12.8. Двухтактные RS-триггеры и D-триггеры
- •Рис. 12.28. Синхронный двухтактный RS-триггер
- •Рис. 12.30. УГО синхронного двухтактного RS-триггера
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •Учебное издание
На рисунке 12.10 а,б показаны условные графические обозначения (УГО) однотактных асинхронных RS-триггеров, которыми пользуются на электрических схемах. На УГО рис. 12.10а представлен RS-триггер, который управляется высоким потенциалом сигналов, поступающих на R и S входы. На рис. 12.10б представлен RS-триггер, который управляется низким потенциалом сигналов, поступающих на R и S входы.
S |
T |
Q |
S |
T |
Q |
|
|
|
|
||
R |
|
Q |
R |
|
Q |
|
|
|
|
||
|
а |
|
|
б |
|
Рис. 12.10. Условные графические обозначения однотактных асинхронных RS-триггеров
12.4.1. Синхронный однотактный RS-триггер
Недостатком однотактного асинхронного RS-триггера является то, что на его основе трудно реализовать надежно работающий блок памяти, содержащий большое количество триггеров данного типа, так как между сигналами, поступающими на информационные входы триггеров неизбежно существуют гонки (состязания). Для устранения данного недостатка были разработаны однотактные синхронные RS-триггеры.
Построим таблицу истинности, задающую закон функционирования однотактного синхронного RS-триггера
(табл. 12.4).
158
|
|
|
|
|
} |
Таблица 12.4 |
|
|
|
|
|
|
|
||
C |
S |
R |
Q |
Q+ |
|
||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
||
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
||
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
режим хранения нформации |
||
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
||
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
||
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
||
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
}режим установки в 0 |
||
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|||
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|||
|
|
|
|
|
} |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
режим установки в 1 |
||
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|||
|
|||||||
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
} |
запрещенные кодовые комбинации |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
* |
|||
|
Построим карту Карно для однотактного синхронного RS-триггера (табл. 12.5):
Таблица 12.5
RQ |
00 |
01 |
11 |
10 |
CS |
|
|
|
|
00 |
0 |
1 |
1 |
0 |
01 |
0 |
1 |
1 |
0 |
11 |
1 |
1 |
* (1) |
* (1) |
10 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Доопределив исходную таблицу истинности единицами, получаем минимизированное уравнение
159
однотактного синхронного RS-триггера в элементном базисе И, ИЛИ, НЕ:
Q+ = C S + |
R |
Q + |
C |
|
|
Q = C S +Q *( |
R |
+ |
C |
) = |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(12.5) |
|
= C S +Q * R C |
|||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||
Преобразуем уравнение (12.5) к элементному базису И- |
|||||||||||||||||||||
НЕ. В результате получим соотношение (12.6): |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(12.6) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Q+ = C S +Q * |
|
|
|
|
|
= |
|
*Q * |
|
|
|
||||||||||
R C |
|
C S |
R C |
||||||||||||||||||
На основе соотношения (12.6) |
представляется |
возможность синтезировать однотактный синхронный RSтриггер в элементном базисе И-НЕ, схема которого представлена на рис. 12.11.
S |
& |
& |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
C |
|
|
|
|
& |
& |
Q+ |
|
|
||
R |
|
|
|
Рис. 12.11. Схема однотактного синхронный RS-триггер в элементном базисе И-НЕ
На рис. 12.12 представлено УГО однотактного синхронного RSтриггера:
S |
T |
Q |
С |
|
|
|
||
|
|
R Q
Рис. 12.12. УГО однотактного синхронного RS-триггера
160