Триггер – логическое устройство, имеющее два устойчивых состояния, переход которого из одного состояния в другое осуществляется под воздействием управляющих сигналов.
Устойчивые состояния можно принять в качестве логической информации 0 и 1. В таком случае триггер можно использовать в качестве запоминающего устройства, которое хранит один разряд числа, представленного в двоичном коде.
Состояние триггера определяется по выходному сигналу. При этом говорят, что триггер установлен, если на его выходе присутствует логическая 1, и сброшен, – если 0. В триггерах с прямым управлением активным уровнем считается уровень логической 1, а в триггерах с инверсным управлением– уровень логического 0. После переключения триггера входной активный уровень может быть снят, но триггер продолжает оставаться в том состоянии, которое он приобрел под воздействием этого сигнала.
Помимо информационных входов, обозначаемых буквами R,S,. J, К ', D. Т, триггеры могут содержать и вспомогательные (управляющие) входы, напримеp, предварительной установки или вход синхронизации С.
C
R
S
C
Q
R
S
C
Q
Q
R
S
Q
TT
TT
TT
Q
Q
По функциональным возможностям различают:
– триггер с раздельной установкой состояний 0 и 1 (триггер с установочными входами, RS- триггер);
– триггер со счетным входом (счетный триггер, T -триггер);
– триггер задержки с приемом информации по одному входу (D -триггер);
– универсальный триггер с информационными входами К и J (JK -триггер).
Принципиальное отличие последовательностных цифровых электронных устройств (ЦЭУ) от комбинационных заключается в том, что при пассивных уровнях сигналов на входах комбинационные ЦЭУ всегда возвращаются в исходное положение, в то время как последовательностные находятся в режиме хранения предыдущего состояния. По этой причине в состав последовательностных ЦЭУ, к которым относятся счетчики, регистры и запоминающие устройства, обязательно входят элементы памяти, выполненные, например, на триггерах.
Счетчиком импульсов называют устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов, поступающих на его вход, и хранения результата счета в виде кода. Выходная информация может быть в двоичном или двоично-десятичном коде. Счетчики широко применяются в измерительной технике и устройствах цифровой обработки информации. Практически любую аналоговую величину (перемещение, скорость, длительность процесса и т.д.) можно преобразовать в электрические импульсы, число которых пропорционально значению аналоговой величины, подсчитать эти импульсы с помощью счетчика и выразить числом или кодом.
Основные параметры счетчиков:
– информационная емкость или коэффициент пересчета Ксч = 2n. После поступления на счетчик 2n импульсов он сбрасывается (обнуляется). Следовательно, максимальное число – 2n –1;
tp = 1/ fсч (где fсч – частота следования считаемых импульсов) и временем установления выходного кода.
По целевому назначению счетчики подразделяются на простые и реверсивные. Простые могут быть суммирующими и вычитающими (импульс +1 или – 1). Реверсивные счетчики могут переключаться из суммирующего в вычитающий и наоборот.
По способу переключения триггеров счётчики подразделяются на асинхронные и синхронные. По способу организации цепей переноса счетчики бывают с последовательным и параллельным переносом.
C
Q0
Q1
Q2
R
а)
P
T
Q
Q
T
T
Q
Q
R
T
T
Q
Q
R
T
T
t
3
C
11
2
4
5
6
7
8
Q0
Q1
Q2
T3.1
T3.2
T3.3
t
t
t
б)
R
№
Q2
Q1
Q0
в)
Рис. 3.16. Трехразрядный суммирующий счетчик: а – схема счетчика; б – временные диаграммы, поясняющие работу; в – таблица состояний
&
Для увеличения количества разрядов счетчиков применяют их каскадное соединение друг за другом, для чего в схеме счетчика предусматривается специальный выход Р, с которого снимают сигнал переноса на информационный вход следующего счетчика. Для этой цели в схеме счетчика введен дополнительный логический элемент 4И, на входы которого поступают сигналы с входа С и с выходов Q0, Q1, Q2.
Регистры – устройства, предназначенные для приема хранения и передачи информации, представленной двоичным кодом. Каждому разряду двоичного кода соответствует определенный разряд регистра. С помощью регистров можно выполнять некоторые логические операции, а также преобразовывать информацию одного вида в другой (например, из последовательного кода в параллельный).
Регистр представляет собой совокупность определенным образом соединенных триггерных ячеек с устройством управления входными и выходными сигналами.
По способу ввода и вывода (приема и передачи) регистры подразделяются на параллельные, последовательные и последовательно-параллельные. Регистры с параллельным приемом и выдачей информации (регистры памяти) выполняют на основе синхронных D- триггеров. На рис. 3.17 дана упрощенная схема двух разрядов многоразрядного регистра памяти.
Поступающая информация в виде совокупности сигналов на входах (D0, D1 и т.д.) после выдачи сигнала записи сохраняется на входах триггеров и может храниться там неопределенно долгое время после снятия сигналов D0, D1. Для чтения записанной информации подается сигнал на входы шинных формирователей.
В серийных регистрах памяти предусматриваются более сложные схемы, позволяющие очистить регистр, организовать инверсию бит, обеспечить режимы параллельного и последовательного ввода информации и т.д.
Последовательные регистры (сдвиговые регистры) состоят из последовательного соединения триггеров. Под действием тактовых импульсов состояние каждого триггера передается следующему, что равносильно сдвигу кода. Ввод данных производится синхронно под действием тактовых импульсов С.
Сдвиговые регистры позволяют осуществлять логическую операцию сдвига кода записанного числа на любое количество разрядов. Сдвиг применяется для преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот, для операций умножения и деления (сдвиг влево на один разряд – это умножение на два, вправо – деление на два).
а)
DR
Q0
Q1
Q2
С
T
C
T
T
C
T
T
C
T
C
DR
C
Q0
Q1
Q2
t
t
t
t
t
б)
Рис. 3.18. Сдвиговый регистр: а – схема;
б – диаграммы состояний
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав!Последнее добавление
