Синтез та дослідження тригерних схем на основі логічних елементів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет “Львівська політехніка”

Синтез та дослідження тригерних схем на основі логічних елементів

Львів – 2010/11

1. Загальні положення

Функціональні вузли і пристрої комп’ютерної техніки синтезуються на основі двох типів логічних схем: комбінаційних схем (КС - див. лабораторні роботи №№ 2 - 7 – дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка” ч.1) і цифрових автоматів (ЦА).

Тригер, як типовий елемент цифрового автомата, - це пристрій, що може знаходитись в одному з двох стійких станів і переходить з одного стану в другий під дією зовнішніх сигналів. Зміна стану, як правило, залежить не тільки від біжучих значень вхідних сигналів, але і від попереднього стану тригера. Інформація про попередній стан, яка поступає з виходів тригера, разом із зовнішніми сигналами керує його роботою. Тому тригери є пристроями із зворотними логічними зв'язками і складаються з двох частин: елементу пам'яті (власне тригера) і схеми управління, яка виконана, як правило, за допомогою комбінаційної схеми. Схема управління перетворює інформацію, що поступає на її входи х_І, х₂ ,...,х_m у комбінацію сигналів, які діють на входи власне тригера.

Логічна функція, що встановлює залежність стану, в який переходить тригер з біжучого стану при дії на нього заданих сигналів управління, називається функцією переходів тригера. Функції переходів задаються логічними формулами або у вигляді таблиць.

В таблиці містяться значення інформаційних та синхросигналів на вході тригера, а також значення вихідних сигналів (внутрішніх станів тригера) після закінчення дії синхросигналу.

Закон функціонування тригера може бути заданий і у вигляді характеристичного рівняння логічної функції виду:

Qⁿ⁺¹ =f(Qⁿ , x_i ⁿ ), і =1,2,…,m,(1)

де Qⁿ⁺¹ - стан тригера після закінчення дії синхросигналу в момент tⁿ⁺¹ ;

Qⁿ - стан тригера до приходу синхросигналу;

x_i ⁿ - значення сигналу на інформаційному вході в момент tⁿ .

Між таблицею переходів і характеристичним рівнянням існує взаємно однозначна відповідність, тобто від таблиці переходів зажди можна перейти до характеристичного рівняння шляхом виводу СДНФ з таблиці.

По рівню вхідного сигналу тригери поділяються на тригери з прямими входами (запис інформації відбувається рівнем "1") та з інверсними входами (запис інформації відбувається рівнем "0") і вхід відмічається знаком інверсії.

Крім того, тригери бувають одно- та двотактними. В однотактних тригерах запис відбувається по передньому фронту сигналу запису, а в двотактних - по задньому, тобто в момент закінчення дії сигналу запису.

В свою чергу, всі тригери поділяються на синхронні та асинхронні. В асинхронних тригерах запис інформації відбувається в будь-який момент часу, а в синхронних - тільки при наявності синхросигналу.

1.1 Асинхронні тригери

тригер сигнал пристрій інформація

Основним асинхронним елементом пам'яті служить RS -тригер (на базі елементів «АБО-НІ» - прямі входи), зображений на рис.1. Тригером RS -типу називається логічний пристрій з двома стійкими станами і двома інформаційними входами R і S. При подачі сигналу запису “1” на вхід S (вхід встановлення) в тригер запишеться "1", тобто Q = 1, `Q = 0 (таблиця 1). При подачі сигналу запису “1” на вхід R (вхід скидання) в тригер запишеться "0", тобто Q = 0, `Q = 1. Одночасно подавати записи на входи - заборонено, оскільки після закінчення їх дії тригер встановлюється в невизначений стан. Так як RS-тригер є складовою частиною всіх інших тригерів, розглянемо більш детально основні структурні схеми RS-тригерів. Асинхронний RS- тригер є найпростішим за структурою. Він має тільки два логічних елементи (мінімальну кількість).

Рис. 1. Схема та умовне графічне позначення асинхронного RS -тригера з прямими входами на елементах 2"АБО-НІ ".

Таблиця 1. Стани асинхронного RS- тригера на основі мікросхеми КІ55ЛА3.

ВХІД				ВИХІД
S	R	` S	` R	Qn+1	` Qn+1
0	0	1	1	Qn	`Qn
1	0	0	1	1	0
0	0	1	1	Qn (1)	`Qn (0)
0	1	1	0	0	1
0	0	1	1	Qn (0)	`Qn (1)
1	1	0	0	X	X

Даний тригер можна побудувати на елементах ("АБО-НІ"), "І-АБО-НІ" та інших, виходячи з його характеристичного рівняння. На рис.1 і рис.4 відповідно приведено два варіанти реалізації асинхронного RS -тригера на логічних елементах "АБО-НІ","І-НІ".

RS -тригер – це є “власне” тригер, на в

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать