Тема 8. Послідовні цифрові пристрої.

Мета: розглянути призначення та принципи роботи послідовних цифрових пристроїв.

Перелік питань для вивчення.

1. Визначення та призначення тригерів.

2. Класифікація тригерів.

3. Асинхронний RS-тригер (найпростіша комірка пам’яті).

4. Асинхронні та синхронні тригери. D-тригер.

5. Регістри.

6. T-тригер.

7. JK-тригер.

1. Визначення та призначення тригерів.

Тригер – це запам'ятовуючий елемент з двома стійкими станами, зміна яких відбувається під дією вхідних сигналів.

Як елемент комп'ютера, тригер призначений для зберігання одного біта інформації. Схема тригера забезпечує запис, читання, стирання та індикацію збереженої двійкової інформації. На основі тригерів будують типові функціональні вузли комп'ютерів – регістри, лічильники, накопи-чувальні суматори, а також мікропрограмні автомати.

Усі різновиди тригерів являють собою елементарний автомат, який складається з елемента пам'яті (ЕП) та схеми керування (СхК), яка утворює вхідну логіку (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Структура тригера у вигляді ЕП і СхК.

Стан тригера визначається сигналами на прямому Q та інверсному виходах.

Зміна стану тригера (його перемикання) забезпечується зовнішніми сигналами й сигналами зворотного зв’язку на виході тригера, які поступають на входи СхК. Звичайно зовнішні сигнали, як і входи тригера, позначають латинськими буквами R, S, Т, С, V та іншими. В найпростіших схемах тригерів окрема СхК може бути відсутньою. Оскільки функціональні властивості тригерів визначаються їхньою СхК, то назви основних входів переносяться на всю схему тригера.

2. Класифікація тригерів.

За законами функціонування тригери поділяються на 4 основні типи:

1. RS;

2. D;

3. T;

4. JK.

За способом синхронізації тригери поділяються на 2 типи :

- асинхронні;

- синхронні.

3. Асинхронний rs-тригер (найпростіша комірка пам’яті).

Розглянемо схему з двох елементів «АБО-НЕ» зі зворотнім зв’язком (рис. 8.2).

Один з входів встановлює тригер в стан 1. Його називають S (від англ. set - встановити). Другий вхід скидає тригер в стан 0, його називають входом R (від англ. reset — скинути). Такий тригер називають RS-тригером.

Виконаємо аналіз функціонування RS-тригера за допомогою таблиці істинності (рис. 8.3).

Пояснимо роботу RS-тригера на базі елементів АБО-НЕ за допомогою діаграми (рис 8.4). Після надходження сигналу 1 на вхід S тригер перемикається в стан 1, якщо він був у стані 0, або зберігає 1 на виході Q, якщо він вже знаходився в цьому стані. Відповідно під дією сигналу 1 на вході R тригер перемикається в 0 або зберігає цей стан. Початковий стан тригера (відразу після включення та за відсутності сигналів 1 на входах S і R не визначений, він є випадковою величиною.

Рис. 8.2. RS-тригер на базі елементів «АБО-НЕ».

R S Qt Qt+1 Стан 0 0 0 0 Save 0 0 1 1 0 1 0 1 Set 0 1 1 1 1 0 0 0 Reset 1 0 1 0 1 1 0 * Заборонена комбінація 1 1 1 *

Рис. 8.3. Таблиця істинності RS-тригера.

Рис. 8.4. Діаграма сигналів RS-тригера.