|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы при значении сигнала 1 = 1 (при 1 == О выходы триггеров имеют высокий выходной импеданс). При Sr = 1 триггер устанавливается в состояние 1, а при Rr=l - в состояние 0. Подача комбинации значений сигналов Sr=Rr~i запрещена (всегда должно выполняться условие SrRr = 0). Из P-S-триггера можно получить D-f-триггер, если положить S =DF и R =DF -SF. Действительно, если подставить эти значения сигналов S и R в выражения (2.3), то получим функцию переходов (2.1) D-f-триггера. Методика синтеза асинхронных потенциальных автоматов (отыскание функций возбуждения информационных входов R и S, D и F) из триггеров типов R-S н D-F изложена в [52, 53]. § 2.2. СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ Синхронные триггеры с одним и двумя информационными входами в общем виде описываются одной из функций переходов [42, 53]: Q- = Qd(I,H)\/Qd(IH), \ ,2 5) (v/iVv/.) = o, I где /i и /г - информационные входы (сигналы); Н - тактовый сигнал; d и V - операторы переходов, определяемые соотношениями . dx = x{t - At) -xit) = y*x, \x = dx\J dx. (2.6) Из выражений (2.6) следует, что сигнал dx = 1 только при изменении потенциального сигнала х с 1 на О, а v- = 1 при любом изменении потенциального сигнала {dx = 1 только при изменении потенциального сигнала х с О на 1). На рис. 2.3 показаны временные соотношения между сигналами х, dx, dx и i х (абстрактные импульсные сигналы dx, dx и имеют бесконечно малую длительность). Рассмотрим свойства триггеров, описываемых функцией переходов (2.4). Состояния триггеров могут изменяться только в моменты времени, когда сигнал dH = 1, т. е. когда сигнал Н изменяется с 1 на 0. Действительно, при dH = О из первого соотношения (2.4) следует, что состояния триггеров не могут изменяться (Q+=Q). В момен- ты изменения информационных сигна- -Г I-1 I f 1 лов / (v/ = 1) они имеют неопределен- . ное значение (/=Ф), поэтому в синхрон- ------ ных автоматах недопустимо изменение efxj I I информационных сигналов в моменты времени, когда dH = I, что задается -1----1-1-L- вторым соотношением (2.4). Так как Рис. 2.3. Потенциальные и им- Функции возбуждения информационных пульсные сигналы ВХОДОВ / триггеров, входящих в состав синхронного автомата, зависят от входных сигналов автомата X = 1, 2, п) и выходных сигналов других триггеров, то недопустимо изменение входных сигналов автомата в моменты времени, когда сигнал йН = 1, а переходные процессы в автомате должны заканчиваться до следующего момента изменения тактового, сигнала с 1 на 0. При использовании в синхронных автоматах триггеров, описываемых функцией переходов (2.5), функции возбуждения информационных входов / не должны изменяться на интервале времени, когда тактовый сигнал Н - 1, т. е. на этом интервале не должны изменяться входные сигналы автомата Хр, а переходный процесс, вызванный в автомате сигналом dE = 1, должен заканчиваться до изменения тактового сигнала Я с О на 1. Из этого следует, что быстродействие синхронных автоматов (максимально допустимое значение частоты тактового сигнала Щ при использовании триггеров первого типа выше, чем при использовании триггеров второго типа, так как в первом случае на переходные процессы отводится больше времени (период тактового сигнала Я), чем во втором (половина периода тактового сигнала Я). Наличие тактового сигнала Я позволяет рассматривать поведение синхронного автомата только в дискретные моменты времени, когда импульсный сигнал dE = 1. Это позволяет при синтезе синхронных автоматов тактовый сигнал исключить из рассмотрения. Подставив в функцию переходов (2.4) значение dE = 1, получим Q-QhyQh, (2.7) где /i и /г - функции возбуждения триггера, которые необходимо определить при синтезе синхронного автомата. Функция переходов (2.5) при dE = 1 также определяется соотношением (2.7), так как d(IiE) = lidE и (/аЯ) = IdE при учете условия (y/i V vhW = = 0. Если в соотношении (2.4) положить /j = D и /г = D, то легко показать, что О* = DdE V QdE. (2.8) Данная функция переходов описывает синхронные D-триггеры, выпускаемые в сериях 155 и 564 микросхем (155ТМ2 и 564ТМ2). Однако эти триггеры имеют и асинхронные потенциальные входы R и S, поэтому полностью их функции переходов описываются выражениями QSу R(DdE\/QdH),RS=0. (2.9) Если S=R = О, то получим функцию переходов (2.8) D-триггера, если же dE = О, то из соотношения (2.9) следует, что Q+=S у QR, RS = О - функция переходов асинхронного /?-5-триггера. Из соотношений (2.9) следует также, что при R = 1 или S - 1 тактовый сигнал Я не может изменять состояние триггера. Следует отметить, что часто используются инверсные входы R и S, т. е. на триггер воздействуют значения сигналов на этих входах, равные не еди- нице, а нулю. Так, микросхема 155ТМ2 (рис. 2.4, а) имеет инверсные входы R и S, а микросхема 564ТМ2 (рис. 2.4, б) - прямые входы R и S. Тактовый вход в синхронных триггерах помечается знаком > или < (знаком > помечается инверсный тактовый вход, т. е. если на триггер воздействует сигнал dH = 1). Микросхема 155ТМ8 содержит четыре синхронных D-триггера с общими инверсными тактовым С и установочным R входами. Если в (2.4) и (2.5) положить/i=J и /2=/С, то получим функцию переходов /-/<-триггеров двух типов £1 N-ifC н-ьс Рис. 2.4. Синхронные триггеры типа D 15STM2 (а) и 564ТМ2 (б) Qt = QJdH\IQKdH, (2.10) = Qd (JH) VQd (Щ". (2.11) Преимуществом второго типа триггеров является то, что их можно использовать в качестве асинхронных импульсных триггеров с двумя импульсньми входами dJ и d/C. Действительно, если в соотношении (2.11) положить Я=1, то получим функцию переходов dJ-dK-триггера [52, 53] (2.12) Использование таких триггеров позволяет уменьшить затраты на реализацию цифровых автоматов. Выпускаемые в виде микросхем /-/(-триггеры имеют также асинхронные потенциальные входы R и S. На рис. 2.5 показано условное графическое обозначение /-/(-триггера с входной логикой ЗИ по входам J и К и прямым тактовым входом (микросхема 155ТВ1). Микросхема 564ТВ1 содержит два /-/(-триггера с инверсным тактовым входом и прямыми асинхронными входами R и S [данные /-/(-триггеры описываются функцией переходов (2.10), т. е. их нельзя использовать в качестве /-/(-триггеров]. Если в (2.11) положить J=K=T, то получим функцию переходов Г-триггера О" = Qd{TH) V Qd{TH) = Qе d(ТН). (2.13) Такие триггеры удобно использовать при построении двоичных и двоично-десятичных счетчиков, выполняемых в виде микросхем средней степени интеграции. Т-триггер можно получить также из р-триггера, и ЛЭ И-НЕ. Действительно, если в (2.8) подставить D=Q, а сигнал Н заменить на ТН, то получится функция переходов (2.13). Схема такого Г-триггера приведена на рис. 2.6, а (если у D-триггера тактовый вход прямой, то следует использовать ЛЭ И). На рис. 2.6, б показано условное графическое обозначение данного триггера. Триггер срабатывает при значении сигнала d{TH) = T*dH\/ H*dT = 1. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 бесплодие москва . |