Триггеры с динамическим управлением

Все рассмотренные типы триггеров являются триггерами со статическим управлением. Это накладывает определенные требования на вид сигнала синхронизации. Так как активным логическим уровнем на входе синхронизации рассмотренных триггеров является сигнал C = 1, то на интервале действия этого сигнала они беспрепятственно воспринимают любое изменение сигналов на своих информационных входах. Поэтому для записи определенной информации сигнал на информационных входах триггера должен оставаться неизменным на всем интервале действия активного логического сигнала на входе синхронизации. На практике такое требование приводит к дополнительным трудностям при проектировании цифровых устройств и их усложнению.

От указанного недостатка свободны триггеры с динамическим управлением, суть которого заключается в том, что в качестве активного логического сигнала выступает не сам статический уровень, а его изменение. Другими словами, переключение триггера происходит в течение короткого промежутка времени вблизи фронта или среза импульса синхронизации.

Если триггер реагирует на фронт импульса, т.е. на перепад сигнала от лог. 0 к лог 1, то считают, что он снабжен прямым динамическим входом. Если же триггер реагирует на срез импульса, т.е. на перепад сигнала от лог. 1 к лог 0, то считают, что он снабжен инверсным динамическим входом. Обозначение таких входов приведено на рис. 9.

Рис. 9. Обозначение входов синхронизации триггеров:

сверху – прямой динамический, внизу – инверсный динамический

Среди триггеров с динамическим управлением широкое распространение получила так называемая схема трех триггеров. Идея построения структуры такого триггера состоит в запоминании сигналов, действовавших на информационных входах в момент изменения значения сигнала на входе синхронизации.

Данная идея реализуется подачей информационных сигналов на основную ячейку памяти (асинхронный RS-триггер) не через вспомогательную комбинационную схему, а с использованием дополнительных элементов памяти, т.е. асинхронных RS-триггеров.

Так как асинхронный RS-триггер содержит два информационных входа, то для реализации описанной идеи необходимо два вспомогательных RS-триггера (рис. 10).

Рис. 10. Триггер с динамическим управлением по схеме трех триггеров

Тема: «Счетчики. Делители частоты»

{ Счетчиком называют устройство, совокупность сигналов на выходе которого в определенном коде отображает число импульсов, поступивших на его вход.}

Счетчиком называется последовательностное устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде.

Счетчики, также как и сдвиговые регистры, строятся на основе N однотипных связанных между собой разрядных схем, каждая из которых в общем случае состоит из триггера и некоторой комбинационной схемы, предназначенной для формирования сигналов управления триггером.

Для создания счетчиков несколько триггеров T-типа соединяют последовательно, так, чтобы выход предыдущего триггера был подключен ко входу последующего. Каждый триггер имеет только два устойчивых состояния. Поэтому количество комбинаций выходных сигналов, снимаемых с выходов всех триггеров, а соответственно и максимальное количество подсчитанных импульсов N_max равно:

N_max = 2^m, (1)

где m — количество последовательно включенных триггеров.

Каждый из триггеров такой цепочки называют разрядом счетчика. Поэтому, если, например, m = 4, то говорят, что счетчик четырехразрядный. Максимальное число, которое может подсчитать счетчик N_max, называется коэффициентом, или модулем счета K_сч (K_сч = N_max). Это основной статический параметр счетчика. Если количество входных импульсов N_вх больше K_сч, то происходит переполнение счетчика. При этом он возвращается в нулевое состояние и цикл счета повторяется. Поэтому коэффициент счета характеризует число входных импульсов, необходимых для того, чтобы один цикл преобразования был выполнен и счетчик вернулся в исходное состояние.

Основным динамическим параметром, определяющим быстродействие счетчика, является время установления выходного кода, характеризующее временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.

В случаях, когда выходной сигнал снимается только с последнего триггера, его перепад 1, 0 или 0, 1 появляется после каждого цикла счета, определяемого коэффициентом счета K_сч. Поэтому при подаче на вход непрерывной последовательности импульсов с частотой f_вх на его выходе будем иметь последовательность, имеющую частоту

f_вых = f_вх/K_сч. (2)

Такие счетчики выполняют функцию деления частоты и называются счетчиками-делителями.

В цифровых схемах счетчики могут выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами:

1) установка в исходное состояние (запись нулевого кода);

2) запись входной информации в параллельной форме;

3) хранение информации;

4) выдача хранимой информации в параллельной форме;

5) инкремент – увеличение хранящегося кодового слова на единицу;

6) декремент – уменьшение хранящегося кодового слова на единицу.

Классификация счетчиков

1) По коэффициенту счета счетчики подразделяют на двоичные, двоично-десятичные (декадные), с произвольным постоянным коэффициентом счета, с переменным коэффициентом счета.

2) По способу организации внутренних связей между триггерами их делят на счетчики: с последовательным переносом; с параллельным переносом; с комбинированным переносом; кольцевые.

3) В зависимости от выполняемой функции (направления счета) различают суммирующие, вычитающие и реверсивные счетчики.

Иногда рассматривают асинхронные и синхронные счетчики, что жестко связано с классификацией по способу организации внутренних связей. В асинхронных счетчиках подсчитываемые импульсы поступают на вход только первого триггера. Каждый последующий триггер управляется сигналом предыдущего. В синхронных счетчиках входные импульсы обычно подаются одновременно на вход C всех триггеров. Переключение только нужных из них осуществляется с помощью логических цепей, имеющихся на информационных входах отдельных триггеров. Синхронные счетчики имеют большее быстродействие. Это объясняется тем, что в многоразрядных асинхронных счетчиках из-за задержки распространения в каждом разряде, переключение триггеров старших разрядов может задержаться относительно входных импульсов, которые следуют с большой частотой. Это приведет к кратковременной ошибочной комбинации мгновенного состояния триггеров, которая может вызвать неверные сигналы на выходе дешифратора. Асинхронные счетчики — счетчики с последовательным переносом информации, синхронные — с параллельным. Если часть устройства работает как асинхронный счетчик, а часть — как синхронный, то это счетчик с последовательно-параллельным переносом информации.

Дата добавления: 2014-01-06