Последовательностные устройства

К

Вход

ак уже упоминалось в начале курса ЭЦДД цифровые устройства делятся на комбинационные и последовательные. Все последовательностные устройства обладают памятью. Память – свойство сохранять в течении неограниченного времени внутреннее состояние устройства. Работа последовательностных схем определяется как текущими входными состояниями, так и предыдущими состояниями, информация о которых храниться в памяти. Последовательностные схемы называются еще конечными автоматами. Основой почти всех схем памяти является триггер.

Триггеры. Классификация.

Триггер – логическая схема с положительной обратной связью, могущая неограниченно долго находиться в одном из двух устойчивых состояний (0 и 1), которые обеспечиваются положительной обратной связью, а не входным сигналом, триггер скачком, лавинообразно меняет одно состояние на другое под воздействием входного сигнала.

Триггеры делятся на симметричные и несимметричные (триггеры Шмитта). Триггеры Шмитта рассмотрим вместе с импульсными устройствами, а симметричные триггеры делятся на:

1. По способы записи информации на: асинхронные и синхронные – тактируемые;

2. По способу управления записью информации бывают:

а) статическое управление;

б) динамическое – по фронту переднему или заднему;

в) двухступенчатое – с двумя тактовыми импульсами или по двум фронтам;

3. По способу организации логических связей:

а) элементарные с раздельной установкой 0 и 1 –RS триггеры;

б) с приемом информации по одному входу –D;

в) со счетным входом;

г) универсальные с раздельной установкой 0 и 1 – JK.

Асинхронный rs триггер с прямыми входами.

Строиться на элементах ИЛИ – НЕ. S – SET – установки (Q в 1); R – RESET – возврат, сброс (Q в 0).

SR

1

1

S

R

Q

Q

T

Q

Q

Первые две строки таблицы состояний, когда S=0 и K=0 это режим хранения, при этом состоянии триггера не меняется Q_пн=Q_п

Таблица состояний

	Такт tn			Такт tnн
№	Sп	Rп	Qп	Qпн
1	0	0	0	0
2	0	0	1	1
3	0	1	0	0
4	0	1	1	0
5	1	0	0	1
6	1	0	1	1
7	1	1	0	н/0
8	1	1	1	н/0

Следующие две строки (3 и 4) – перевод триггера в Q, т.е Q_пн=0, независимо от состояния Q_п (Q_п=0 или Q_п=1), потому что R=1, а S=0.

Последующие две строки (5 и 6) – перевод триггера в 1, т.е Q_пн=1, независимо от предыдущего состояния Q_п (Q_п=0 или Q_п=1), т.к S=1, а R=0.

Две последние строки таблицы называют состоянием неопределенных.

Если на S и R входы подать лог 1, то на обоих выходах Q и Q появятся нули. Если теперь одновременно снять 1 со входов R и S, то оба элемента ИЛИ-НЕ начнут переключаться в единичное состояние, каждый стремясь при этом оставить своего «партнера» в нуле. Какой партнер одержит в этом «поединке» победу будет зависеть от их коэффициентов усиления, скорости переходных процессов и ряда других неизвестных заранее факторов. Для разработчика схемы результирующее состояние триггера оказывается неопределенным, поэтому комбинация R=1, S=1 считается запрещенной, и в обычных условиях её не используют. В некоторых справочниках эту комбинацию даже называют неустойчивой, хотя пока она держится на входах, схема вполне устойчива. Комбинацию R=1, S=1 допускается применять только когда, обеспечено не одновременно, а строго определенное снятие 1 с R и S входов.

			н/0	1
	1		н/0	1

				1
	1			1

По таблице состояний триггера так же как и по таблице истинности комбинационных схем, можно построить карту Карно. В двух последних строчках таблицы состояний отражена неопределенность состояния триггера не во время подачи лог 1 на входы R и S, а после одновременного снятия лог 1 с этих входов. Пока же на входы R и S подана лог 1 состояние выходов определено. Предположим что в этом состоянии Q и , тогда карта Карно примет вид. После минимизации из карты Карно запишем

Схема поэтому выражена вверху.

			1	1
	1		1	1

Если в карте Карно вместо состояния неопределенности и , то получим следующую карту Карно. После минимизации получим выражения.

. Схема по этому является базовой для RS в ТТЛ триггерах.

S

R

Q

S

R

T

Q

&

U_вых

U_вх S

U_вх R

R U_вх

U_вых

U_вых

&