9. Схемы с памятью (моё с тетради)

К схемам с памятью относятся те микросхемы, у которых состояние сигналов на выходе зависит от предыдущего сигнала на входе икросхемы. К ним относятся регистры, триггеры, счетчики.

Регистры нашли широкое применение для приема, хранения и выдачи информации. Регистр состоит из ячеек, число которых равно числу разрядов кодов комбинации. Имеется несколько разновидностей регистров. Наибольшее применение получили регистры сдвига, или последовательные регистры, запись информации в которые производится только через первую ячейку, и регистры памяти, или параллельные регистры, запись в которые производится через се ячейки.

Триггеры составляют основу функциональных узлов последовательностного типа. От функциональных возможностей триггеров и режимов управления их работой зависят характеристики регистров, счетчиков и других узлов. В современных сериях триггеры представлены достаточно широко и разнообразно (табл. 4.14): одноступенчатые и двухступенчатые, асинхронные и синхронные, с записью по одному и по двум входам, со счетным входом и универсальные по применению, со статическим и динамическим управлением.

RS-тригтер имеет два информационных входа S и R, сигналы на которых определяют состояние триггера, и два выхода: прямой Q и инверсный Q. Различают асинхронные и синхронные триггеры. Особенностью асинхронных триггеров является то, что установка их состояния, т. е. запись информации, осуществляется с поступле­нием сигналов на входы. В синхронных триггерах есть также вход С для синхронизирующего (тактового) сигнала. Запись информации производится сигналами на информационных входах, но с поступлением тактового сигнала, т.е. при С=1. Если С=0, триггер находится в режиме хранения.

D-триггер имеет два входа: информационный D и тактовый С и два выхода Q, Q. При С=1 состояние триггера определяет сигнал на входе D. При С=0 триггер находится в режиме хранения.

Т-триггер (счетный) имеет один вход Т и два выхода: прямой и инверсный. Особенность Т-триггера состоит в том, что с приходом очередного импульса на вход он изменяет состояние на обратное.

JK-триггер (универсальный) имеет два информационных входа: J и К, тактовый вход С и два выхода: прямой и инверсный. Он обладает свойствами всех других, поэтому наиболее широко представлен в современных сериях ИС.

Счетчик – это узел ЭВМ, который осуществляет счет и хранение кода числа подсчитанных сигналов. Внутреннее состояние счетчика характеризуется коэффициентом пересчета К, определяющим число его устойчивых состояний. Основные параметры счетчика:

- разрешающая способность - минимальное время между двумя сигналами, которые надежно фиксируются счетчиком.

- максимальное быстродействие счетчика - величина, обратная разрешающей способности и равная числу сигналов, фиксируемых счетчиком в единицу времени.

- информационная емкость - максимальное число сигналов, которые могут быть посчитаны счетчиком.

Счетчики делятся на счетчики с естественным порядком изменения состояния, в которых значение кода каждого последующего состояния отличается на 1 от предыдущего, и счетчики с произвольным изменением состояния, в этом случае значения кодов соседних сигналов могут отличаться более чем на 1.

Счетчики бывают следующих типов: суммирующие, вычитающие, реверсивные.

Для всех типов счетчиков может осуществляться следующие виды переноса между разрядами: последовательный, сквозной, параллельный, групповой.

Рассмотрим некоторые виды счетчиков.

Двоичный суммирующий счетчик (3-разрядный) с последовательным переносом с естественным порядком изменения состояния.

В этом счетчике сигналы переноса распространяются последовательно от младшего разряда к старшему.

Р ис. 1 Суммирующий трехразрядный счетчик с последовательным переносом

Рис. 2 Временная диаграмма суммирующего трехразрядного счетчика с последовательным переносом

В ычитающие двоичные счетчики используются редко, чаще применяются реверсивные счетчики, в которых операции сложения и вычитания организуются вместе.

Рис. 3 вычитающий счетчик

Рис. 4 реверсивный счетчик

В данном счетчике межразрядные связи выполнены на элементах И-ИЛИ-НЕ.

По способу подачи переключающих сигналов (в зависимости от комбинации входных сигналов) триггеры делятся на RS(синхронные и асинхронные), MS, D, JK, T – триггеры.