Шпаргалка по Цифровому устройству (стр. 3 из 9)
Функционирование D- триггера определяется сигналом на синхронизирующем входе. При С = 1 триггер устанавливается в состояние, определяемое логическим уровнем на входе D (при С = 0 он сохраняет ранее установленное состояние Q0).
На рис. 4б представлена логическая структура D-триггера, состоящего из асинхронного RS-триггера с логическими элементами на входе. При С = 0 на выходах (И-НЕ) образуются пассивные для входов асинхронного RS-триггера уровни. При С = 1 уровень поданный на информационный вход D, создает активный уровень либо на входе R (при D = 0), либо на входе S (при D = 1) асинхронного RS- триггера, и триггер устанавливается в состояние, соответствующее логическому уровню на входе D. Таким образом, D-триггер воспринимает информацию со входа D при С = 1 и затем ее может хранить неопределенно длительное время, пока С = 0.
Т-триггер или счетный триггер, имеет один информационный вход и переходит в противоположное состояние в результате воздействия на его вход каждого очередного сигнала. Название “счетный” или “ со счетным запуском” связано с широким применением Т- триггеров в счетчиках импульсов. На рис. 5а, б приведены условное обозначение и временные диаграммы Т-триггера.
Т-триггеры выполняются на основе двух последовательно соединенных RS-триггеров (МS-схема), первый из которых называют ведущим, а другой - ведомым. На рис. 6 а, б приведены схема и условное обозначение двухступенчатого триггера, в котором триггер Т1- ведущий, а триггер Т2- ведомый. При поступлении сигналов на информационные входы R и S триггера Т1 он принимает соответствующее состояние (0 или 1) в момент, когда С1 = 1. Сигналы с выходов Q1 и ведущего триггера не проходят, поскольку С2 = 0. Информация пройдет в ведомый триггер только по окончании синхронизирующего сигнала (С1 = 0, С2 = 1) и будет отражена на выходах Q2 .
ВОПРОС 9
Универсальный триггер, или JК-триггер, имеет информационные входы J и К и синхронизирующий вход С (рис. 7а). JК-триггер получают из двухступенчатого Т-триггера путем использования трехвходовых элементов И-НЕ во входных цепях ведущего триггера подобно тому, как используют двухвходовые элементы И-НЕ в схеме рис. 3а. Использование третьих входов И-НЕ позволяет реализовать два дополнительных информационных входа J и К (рис. 7а). При J = К = 1 триггер изменяет свое состояние на противоположное в момент окончания каждого синхронизирующего сигнала. Таким образом, соединяя входы JК-триггера по схеме рис. 7б, получают Т-триггер.
Универсальный триггер, или JК-триггер, имеет информационные входы J и К и синхронизирующий вход С (рис. 7а). JК-триггер получают из двухступенчатого Т-триггера путем использования трехвходовых элементов И-НЕ во входных цепях ведущего триггера подобно тому, как используют двухвходовые элементы И-НЕ в схеме рис. 3а. Использование третьих входов И-НЕ позволяет реализовать два дополнительных информационных входа J и К (рис. 7а). При J = К = 1 триггер изменяет свое состояние на противоположное в момент окончания каждого синхронизирующего сигнала. Таким образом, соединяя входы JК-триггера по схеме рис. 7б, получают Т-триггер.
ВОПРОС 10
Операционный элемент, состоящий из триггеров, основным назначением которого является прием и хранение чисел с двоичным представлением цифр разрядов, называется регистром. Однако с помощью некоторых видов регистров можно выполнять и следующие элементарные операции: установку, сдвиг и преобразование. Основными типами регистров являются параллельные и последовательные (сдвигающие). В качестве основного элемента регистра используется D-триггер (рис. 1).
В параллельном регистре на тактируемых D-триггерах (рис. 2) код запоминаемого числа подается на информационные входы всех триггеров и записывается в регистр с приходом тактового импульса.
Выходная информация изменяется с подачей нового входного слова и приходом следующего импульса записи. Такие регистры используют в системах оперативной памяти. Число триггеров в них равно максимальной разрядности хранимых слов. На рисунке 3 приведены условные графические обозначения ИМС К155ТМ7 и К561ТМ3, которые можно использовать в качестве параллельных четырехразрядных регистров. Путем простого объединения входов нескольких микросхем можно получить параллельный регистр на 8 и более разрядов.
ВОПРОС 11
Операционный элемент, состоящий из триггеров, основным назначением которого является прием и хранение чисел с двоичным представлением цифр разрядов, называется регистром. Однако с помощью некоторых видов регистров можно выполнять и следующие элементарные операции: установку, сдвиг и преобразование. Основными типами регистров являются параллельные и последовательные (сдвигающие). В качестве основного элемента регистра используется D-триггер
Схема последовательного регистра на D-триггерах с динамическим управлением и временная диаграмма, иллюстрирующая его работу, приведены на рисунке 4. По приходу тактового импульса первый триггер записывает код X (0 или 1), находящийся в этот момент на его D-входе, а каждый следующий триггер переключается в состояние, в котором до этого находился предыдущий. Так происходит потому, что записываемый сигнал проходит с входа D-триггера к выходу Q с задержкой, большей длительности переднего фронта тактового импульса, в течение которого и происходит запись.
Каждый тактовый импульс последовательно сдвигает код числа на один разряд. Поэтому для записи n-разрядного кода требуется n тактовых импульсов. Из диаграммы следует, что четырехразрядное число 1011 было записано в соответствующие разряды регистра (1- Q4, 0- Q3, 1- Q2, 1- Q1) после прихода четвертого тактового импульса. До следующего тактового импульса это число хранится в регистре в виде параллельного кода на выходах Q4, Q3, Q2, Q1. Если необходимо получить хранимую информацию в последовательном коде, то ее снимают с выхода Q4 в моменты прихода следующих четырех импульсов (5-8). Такой режим называется режимом последовательного считывания.
ВОПРОС 12
Операционный элемент, состоящий из триггеров, основным назначением которого является прием и хранение чисел с двоичным представлением цифр разрядов, называется регистром. Однако с помощью некоторых видов регистров можно выполнять и следующие элементарные операции: установку, сдвиг и преобразование. Основными типами регистров являются параллельные и последовательные (сдвигающие). В качестве основного элемента регистра используется D-триггер
Очень удобны универсальные регистры, позволяющие производить как последовательную, так и параллельную запись и считывание. Такие регистры можно использовать в качестве преобразователей параллельного кода в последовательный и обратно. В серии К155 есть микросхема К155ИР1 - четырехразрядный универсальный сдвиговый регистр (рис. 5). Регистр работает в режиме сдвига по тактовым импульсам, поступающим на вход C1, при V=0. Если на управляющем входе V напряжение высокого уровня, то регистр производит параллельную запись информации с входов D1, D2, D3, D4 по импульсу синхронизации, поступающему на вход C2. На базе универсального регистра можно построить реверсивный сдвигающий регистр.
Для этого входы D1, D2 и D3 подключают соответственно к выходам Q2, Q3, Q4. Если информацию подавать на вход D0, а импульсы синхронизации - на C1, то при V=0 регистр производит сдвиг в сторону возрастания номеров выходов (сдвиг вправо). Если же информацию подавать на вход D4, а синхроимпульсы - на C2, то при V=1 регистр будет производить сдвиг в сторону уменьшения номеров выходов (сдвиг влево).
вопрос 13
Счетчик - цифровое устройство, осуществляющее счет числа появлений на входе определенного логического уровня. При импульсном представлении логических переменных уровню логической единицы соответствует импульс, и счетчик ведет счет поступающих на вход импульсов.
Обычно счетчик строят на основе триггеров. Триггер Т- типа может служить примером простейшего счетчика. Такой счетчик считает до двух. Счетчик, образованный цепочкой из m триггеров, сможет подсчитать в двоичном коде 2m импульсов. Каждый из триггеров такой цепочки называют разрядом счетчика. Число m определяет количество разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счетчик. Число Ксч=2 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. Остальные состояния нумеруются по числу поступивших входных импульсов.
Когда число входных импульсов Nвх> Ксч, при Nвх=Ксч происходит переполнение, после чего счетчик возвращается в нулевое состояние и повторяет цикл работы. Коэффициент счета, таким образом, характеризует количество входных импульсов, необходимое для выполнения одного цикла и возвращения в исходное состояние.
Цифровые счетчики классифицируются следующим образом:
по коэффициенту (модулю) счета: двоичные, двоично-десятичные (декадные) или с другим основанием счета;
по направлению счета: суммирующие, вычитающие, реверсивные;
по способу организации внутренних связей: с последовательным переносом, с параллельным переносом, с комбинированным переносом, кольцевые.
Функциональная схема простейшего двоичного трехразрядного цифрового счетчика импульсов приведена на рис. 1а. Счетчик состоит из трех последовательно соединенных Т-триггеров, имеющих вход для установки в состояние 0. На рис. 1б показаны временные диаграммы счетчика. Таблица 1 иллюстрирует состояние триггеров. Если в исходном положении все триггеры были в состоянии 0, то по окончании первого входного импульса триггер Т1 перейдет в состояние 1 (х0=1). По окончании второго входного импульса триггер Т1 переходит в состояние 0 (х0=0). По окончании второго входного импульса триггер Т2 переходит в состояние 1 (х1=1) и т. д. После восьмого входного импульса все триггеры переходят в состояние 0 и счет повторяется.