KonspLektsy

Частота сигнала на выходе Т-триггера в два раза ниже частоты сигнала на

Недостаток: Этот триггер не может управляться потенциальными сигналами. Не может использоваться в качестве элемента памяти.

Универсальный JK-триггер.

Этот тип триггеров не имеет неопределенных состояний.

Функциональная особенность JK-триггера состоит в том, что при всех входных комбинациях, кроме одной J=K=1, они действуют подобно RS-триггеру,

причем вход J играет роль входа S, а К-вход соответствует R-входу. При входной комбинации J=K=1 в каждом такте происходит опрокидывание триггера, и выходные сигналы меняют свое значение.

Упрощенная функциональная схема JK-триггера показана на рис. 3.

51

устройствам. Они с равным успехом могут использоваться в регистрах,

счетчиках, делителях частоты и других узлах. Путем определенного соединения выходов они легко обращаются в триггеры других типов (рис. 3. ). Это позволяет промышленности сократить номенклатуру триггеров, не сковывая в тоже время разработчиков аппаратуры.

52

Т-триггер

3.2 Регистры

Назначение регистров – хранение и преобразование многоразрядных двоичных чисел. Регистры наряду со счетчиками и запоминающими устройствами являются наиболее распространенными последовательностными устройствами цифровой техники. Регистры обладают большими функциональными возможностями. Они используются в качестве управляющих и запоминающих устройств, генераторов и преобразователей кодов, счетчиков, делителей частоты, узлов временной задержки.

Регистры классифицируются:

1.по способу приёма и выдачи данных;

2.по количеству каналов передачи слов;

3.по способу тактирования;

1.По способу приёма и выдачи данных; Регистры делятся на параллельные

(статические, регистры памяти), последовательные (регистры сдвига) и

комбинированные (параллельно-последовательные).

Впараллельных регистрах приём и выдача слов производится по всем разрядам одновременно. Основная функция: хранение информации.

Впоследовательных (сдвигающих) регистрах приём и считывание информации производится в последовательном коде. Слова принимаются в

53

регистр поразрядно (т.е. последовательно во времени). Считывание производится так же. Различают нереверсивные (со сдвигом в одну сторону) и

реверсивные регистры (осуществляют сдвиг информации влево или вправо).

Комбинированные регистры позволяют записывать и считывать информацию в последовательном и параллельном коде.

2.По количеству каналов передачи слов различают парафазные и однофазные регистры.

Впарафазных регистрах информация передаётся по двум цепям, т.е. каждый разряд кода передаётся в прямом и инверсном виде.

Воднофазных регистрах информация передаётся либо в прямом, либо в инверсном значении.

3.По способу тактирования. Различают однотактные и многотактные регистры.

Воднотактных регистрах имеется одна синхропоследовательность, которая управляет регистром.

Вмноготактных имеется несколько синхропоследовательностей (тактовые импульсы).

Схемы параллельных регистров

Параллельные регистры состоят из разрядных схем, несвязанных между

собой.

54

Регистр с однофазным входом

.

уст "0"

уст «0» - установка нуля регистра по входу R

n – количество RS триггеров с инверсным управлением

В параллельных регистрах с однофазным входом, запись слова производится за

два такта. В первом производится очищение регистра и устанавливается «0».

Во втором производится запись информации.

Регистр с парафазным входом

Эти регистры имеют большее число цепей. Запись информации происходит

быстрее за один такт.

Если взять D – триггер, то и при однофазном входе запись информации

можно произвести за один такт.

55

Параллельный регистр на RST-триггерах с однофазным входом

Информация хранится в виде состояния триггеров.

Последовательный регистр (сдвигающий)

Сдвигающий регистр представляет собой цепочку взаимно связанных разрядных схем. Для записи информация подаётся в последовательном коде,

начиная с младших или старших разряда кода. Считывание производится так же.

Пример: Однотактный регистр на D – триггерах

Рис.3.12

c

Данная схема экономична по количеству связей.

Пример: Парафазный регистр на RS (JK)-триггерах

c

Схема на JK (RS) триггерах имеет большое количество связей, но за счёт этого увеличивается надёжность, повышается помехоустойчивость.

56

Схема может быть дополнена входами и выходами триггеров использующих для параллельной записи и считывание информации, следовательно, получается

комбинированный регистр.

Регистр со сдвигом влево на D-триггерах

Комбинационная схема реверсивного регистра (со сдвигом и влево и вправо), 2 разряда

влево

сдвиг

вправ

Многофункциональный регистр

Построим регистр со следующим набором микроопераций:

1.Однофазный приём параллельного кода;

2.Хранение кода;

3.Сдвиг влево и вправо на один разряд;

4.Сброс состояния в «0»;

Для управления регистром нужно создать команду на выполнение микроопераций.

57

связи с

других разрядов Рис.3.17

58

3.3 Счетчики.

Счетчиком называют устройство, сигналы, на входе которого в

определенном коде отображают число импульсов, поступивших на счетный вход. Триггер Т-типа может служить примером простейшего счетчика. Такой счетчик считает до двух. Счетчик, образованный цепочкой из m-триггеров,

сможет посчитать в двоичном коде 2m импульсов. Каждый из триггеров цепочки называют разрядом счетчика. Число m определяет количество разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счетчик. Число Ка=2m называют коэффициентом (модулем) счета.

Информация снимается с прямых и (или) инверсных выходов всех триггеров. В паузах между входными импульсами триггеры сохраняют свое состояние, т. е. счетчик запоминает число сосчитанных импульсов.

Нулевое состояние всех триггеров принимается за нулевое состояние счетчика в целом.

После каждого цикла счета на выходах последнего триггера возникают перепады напряжения. Это свойство определяет второе назначение счетчиков:

деление числа входных импульсов. Если входные сигналы периодичны и следуют с частотой fвх , то частота выходных импульсов будет fвых=fвх/Ка

На схемах обозначают буквами СТ (от counter – счетчик) иногда проставляют модуль СТ2.

Основные эксплуатационные показатели: емкость и быстро действие.

Емкость равна коэффициенту счета – число импульсов, доступное счету за единицу цикла, быстродействие определяется разрешающей способностью tразр

а – min t между двумя входными сигналами пока не возникают сбои в работе счетчика. Обратная величина fmax=1/tразр. счетчик называется максимальной частотой счета. Время установки кода tуст равно времени между моментом поступления входного сигнала и переходом счетчика в новое состояние.

Временные свойства зависят от временных характеристик триггеров и способа их соединения между собой.

59

Классификация счетчиков.

По коэффициенту счета: двоичные; двоично-десятичные (декадные) или с другим основанием счета; с произвольным постоянным модулем; с переменным модулем.

По направлению счета: суммирующие; вычитающие; реверсные.

По способу организации внутренних связей: с последовательным переносом; с параллельным переносом; с комбинированным переносом;

кольцевые.

Двоичные счетчики.

Для двоичного счетчика с Ка=2m, зная номера триггеров и состояния выходов Q, можно определить записанное в счетчик число М=Qm* 2m-1+Qm-1*2m-2

+…+Q1*20, где m-номер триггера, 2m-1 – вес m-ного разряда.

В суммирующем счетчике каждый входящий импульс увеличивает число,

записанное в счетчике на 1. В вычитающем счетчике – уменьшает на 1.

Из таблицы видно, что триггер каждого разряда переключается с частотой в 2 раза меньшей, чем триггер предыдущего разряда. При этом в случае прямого счета это переключение осуществляется по перепаду 1→0, а в

60