лабораторные работы / Лабораторная работа2
.docЛабораторная работа №2:
Триггеры – простейшее последовательное устройство, для хранения и записи информации. Может находиться в одном из двух возможных состояний и переходить из одного состояния в другое под воздействием входных сигналов. Входы триггера разделяют на информационные и управляющие ( вспомогательные ). Информационные входы ( А1-Аn ) используются для управления состояния триггера. Управляющие ( С1..Сn )входы обычно используются для предварительной установки триггера в некоторое состояние и для синхронизации.
Триггеры
могут иметь 2 выхода:
-
п
А1
Аn
С1
Сn
S’
Q
рямой Q -
и
УУ
T
R’
нверcный
Q
Триггеры классифицируются по следующим признакам :
-
способу приёма информации;
-
принципу построения;
-
функциональным возможностям.
Функциональная
классификация типов триггеров R-S D T-V T D-V E R I-K IK-I-K
Классификация
по способу сбора информации Синхронные (тактируемые) Асинхронные
По способу записи ( приёма ) информации ( временная диаграмма работы триггера, определяющая процесс записи информации в триггер) различают
Синхронные и асинхронные триггеры.
Асинхронный триггер – запись информации в них осуществляется непосредственно с поступлением информационного сигнала на вход
(изменяет своё состояние непосредственно в момент поступления соответствующего информационного сигнала).
Синхронные триггеры - реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на входе синхронизации С ( запись информации в асинхронные триггеры осуществляется только при подаче разрешающего тактирующего импульса (ТИ) ).
По функциональным возможностям триггеры разделяют на следующие классы:
-
с раздельной установкой состояния (0 и 1) RS- триггер;
-
универсальные ( I K- триггеры);
-
с приёмом информации по одному входу D( D триггер или триггер задержки);
-
со счётным входом Т/Т триггеры.
Входы триггера обычно обозначают следующим образом:
S – вход для установки в состояние “1”
R - вход для установки в состояние “0”
I - вход для установки в состояние “1” в универсальном триггере.
D - вход для установки в состояние 1 или 0
V – дополнительный управляющий вход для решения приёма
Асинхронный R-S триггер имеет два входа S ( от англ. Set- установка) и R ( от англ. Reset-сброс )
S
R T
|
S
Q |
Rt |
Qt-1 |
Режим |
|
0 |
0 |
Qt |
Хранения |
|
1 |
0 |
1 |
Установка 1 |
|
0 |
1 |
0 |
Установка 0 |
|
1 |
1 |
- |
неопределённость |
Q
Рис.№1 Рис.№2
Через St , Rt, Qt - обозначены соответствующие логические сигналы, имеющие место в некоторый момент времени t, а через Qt+1 - выходной сигнал в следующий момент времени t+1. Комбинацию входных сигналов
St =1, Rt =1 называют запрещенной, т.к. после неё триггер оказывается в состоянии (1 или 0), предсказать которое заранее невозможно.
( Рассматриваемый асинхронный триггер может быть реализован на двух элементах ИЛИ-НЕ)
R
S
1
1
Q
Рис.№3
Q
Полная таблица истинности:
|
St |
Rt |
Qt |
Qt+1 |
|
0 0 |
0 0 |
0 1 |
0 1 |
|
1 1 |
0 0 |
0 1 |
1 1 |
|
0 0 |
1 1 |
0 1 |
0 0 |
|
1 1 |
1 1 |
0 1 |
- - |
Хранение
Установка 1
Рис.№4
Установка 0
Неопределённость
Рассмотрим RS – триггер на элементах И -НЕ. Переключение производится логическим “0”, подаваемым на вход R или S,т.е. реализуется обратная рассмотренной таблицы переходов. Запрещённая комбинация соответствующих логических “0” на обоих входах.
S
R
Q
Рис.№ 5
Q
Рассмотрим
синхронный RS
триггер. Если на входе С- логический 0,
то и на выходе верхнего входного элемента
И-НЕ, и на выходе нижнего будет логическая
1. А это обеспечивает хранение информации.
Т.о. если на входе С – логический “0”,
то воздействие на входы RS
не приводит к изменению состояния
триггера.( Qt-1
–режим
хранения).Если же на вход синхронизации
С подана логическая “1”, то схема
реагирует на входные сигналы так же как
и
на Рис.№ 3.
|
Rt |
St |
Qt+1 |
C |
|
1 0 0 1 |
0 1 0 1 |
0 1 Qt - |
1 1 1 1 |
R
C
S
Q
S
C
R T
Q
|
R |
S |
C |
Q |
|
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1
|
0 1 0 1 0 1 0 1 |
Qt-1 Qt-1 Qt-1 1 Qt-1 0 Qt-1
|
Q
Q
IK – триггер отличается от RS – триггера тем, что появление на обоих информационных входах ( I И К ) логических единиц ( для прямых входов) приводит к изменению состояния триггера. Такая комбинация для IK – триггера допустима. Триггеры IK – типа являются наиболее универсальными, т.к. на их основе просто получить реализацию некоторых других триггеров.
( D, T, RS – триггеры ). IK – триггеры являются синхронными.
Двухступенчатый IK – триггер.
|
It |
Kt |
Qt |
Qt+1 |
Режим |
|
0 0 |
0 0 |
0 1 |
0 1 |
Хранение |
|
0 0 |
1 1 |
0 1 |
0 0 |
Уст. 0 |
|
1 1 |
0 0 |
0 1 |
1 1 |
Уст. 1 |
|
1 1 |
1 1 |
0 1 |
1 0 |
Qt+1 , Qt |
I TT
C
K
Q
Q
IK – триггер может снабжаться дополнительными входами и служит для установки триггера в состояние 0 и 1, не зависимо от сигналов на информационных входах и входах синхронизации.
По режиму управления различают триггеры со статическим и динамическим управлением. Статическое управление – по тактовому входу, при котором триггер восприимчив к сигналам на информационных входах всё время пока на тактовом входе присутствует 1 ( прямой статистический вход )., либо 0 ( инверсный статистический вход).
Тактовый сигнал на динамическом входе воспринимается триггером воспринимается как разрешающая запись информации ( только при изменении уровня от 0 к 1 ( прямой динамический вход ) или от 1 к 0 (инверсный динамический вход). Другое состояние тактового сигнала триггер воспринимает как отсутствие разрешения на приём информации.
D триггер – логическое устройство с двумя устойчивыми состояниямии и одним информационным входом. D повторяет на своём выходе состояние входа
Qt=Dt-1
Асинхронные D – триггеры не имеют практического применения.
Рассмотрим синхронный ( тактирующий D триггер ). Хранение информации обеспечивается за счёт синхронизации ; здесь два входа:
-
информационный D
-
синхронизации С
существуют две разновидности D триггеров:
-
с прямой записью информации
-
с инверсной записью информации Q=Dt-1
В этом триггере сигнал на входе по сигналу синхронизации записывается и передаётся на выход. При С=1 – состояние триггера определяет сигнал на входе D. При С = 0 – триггер находится в режиме хранен
D
S Qt
|
C |
D |
Qt+1
|
|
1 1 |
0 1 |
0 1 |
C
R Qt
D
– триггер м. б. снабжён дополнительными
входами асинхронной установки. Т –
триггер ( счётный триггер ) ( логическое
устройство с двумя устойчивыми состояниями
и одним входом Т, которое остаётся в
исходном состоянии при Т=0 и инвертирует
своё исходное состояние при Т=1 ) изменяет
своё логическое состояние на противоположное
по каждому активному сигналу на
информационном входе Т. Отсюда следует,
что Т триггер считает входные импульсы
с коэффициентом равным 2.
ТТ
Т
Q Отсюда
следует, что Т – триггер считает
Входные
импульсы с коэф.= 2.
|
T |
Qt |
|
0
1 |
Qt-1
Qt+1 |
Согласно таб. Истинности IK – триггер переходит в инверсное состояние каждый раз при одновременной подаче на входы I и К логическая 1. Это свойство позволяет создать на базе IK – триггера Т – триггер , объединяя входы I и К. Т – триггер получается из I К – триггера при I=К=Т, т.е. при объединении входов I K триггера. Аналогично, если в I K- триггере исключить комбинацию входных сигналов I=К=1, то IК триггер можно использовать как RS триггер ( R=K;S=I ).
ЛЗ1
D1
D3
Qt Т – триггер имеет 1 вход Т и
Два выхода ( прямой Qt
T
D2 D4 инверсный Qt ).
D2
Qt
ЛЗ2