Полная версия

Главная arrow Информатика arrow Вычислительная техника

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Одноступенчатые асинхронные RS-триггеры

Асинхронным RS-триггером называется элементарный ЦА с 2-мя информационными входами S и R, имеющий два устойчивых состояния Q=1 либо

0=о.

Названия входов произошло от английских слов:

S (set) - установить (обычно Q=l);

R (reset) - сбросить (обычно Q=0).

В общем случае в RS-триггере, если S=l, a R=0, то Q=1 (Q=0), если S=0, а R=l, то Q=0 (Q=l), т.е. имеет место раздельная установка состояний триггера.

Комбинация S=0, R=0 называется нейтральной. Она не изменяет предыдущего состояния триггера. Комбинация S=R=1 для таких триггеров приводит к неопределенности состояния при ее смене на S=R=0. Поэтому комбинация S=R=1 называется запрещенной. Приведем таблицу переходов (состояний) для такого триггера.

Таблица 4.11

набор

номера

S"

R”

Q”

Qn+1

хранение

информации

установка 1 установка 0 запрещено

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

4

1

0

0

1

5

1

0

1

1

3

0

1

1

0

2

0

1

0

0

6

1

1

0

*

7

1

1

1

*

Для Qn+I состояния триггера заполним карту Карно, показав запрещенные комбинации в виде факультативных условий.

Выполнив минимизацию с учетом ФУ, получим характеристическое уравнение, определяющее закон функционирования асинхронного RS-триггера:

Реализация триггера может быть выполнена как в булевом, так и минимальных базисах. В последнем случае характеристическое уравнение необходимо преобразовать к виду, удобному для соответствующей реализации:

а) реализация в минимальном базисе ИЛИ-НЕ:

Так как последней логической операцией должна быть операция инверсии (базис ИЛИ-HE), то ее следует ввести над левой и правой частями равенства (4.12):

Как следует из характеристического уравнения, RS-триггер управляется сигналами S и R высокого уровня.

Реализация в минимальном базисе ИЛИ-НЕ Из схемы реализации (рис. 4.31) следует, что

Рис. 4.31 Реализация в минимальном базисе ИЛИ-НЕ Из схемы реализации (рис. 4.31) следует, что

т.е. состояние триггера по инверсному выходу (Qn+I) устанавливается только после изменения состояния на его прямом выходе (Qn+1).

Задаваясь значениями сигналов на информационных входах S и R (таблица), можно проверить логику работы синтезированного RS-триггера (рис.4.31) и пояснить с помощью временных графиков (рис.4.32).

Временные графики для асинхронного RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ

Рис. 4.32 Временные графики для асинхронного RS-триггера в базисе ИЛИ-НЕ

Триггер переходит из одного состояния в другое не мгновенно, а через промежуток времени tT , равный времени задержки распространения сигнала через цифровую схему.

Триггер, управляемый «1», т.е. сигналом высокого уровня, называют триггером с прямыми статическими входами.

УГО на функциональных схемах имеет вид (рис. 4.33.)

УГО асинхронного RS-триггера

Рис. 4.33 УГО асинхронного RS-триггера

б) реализация в минимальном базисе И-НЕ

Из полученного уравнения следует, что асинхронный RS-триггер на ЛЭ И-НЕ управляется сигналами низкого уровня (Sn, R"), а его состояние на прямом выходе (Qn+I) устанавливается только после изменения состояния на его

инверсном выходе (Q11 + 1).

Схема реализации триггера на ЛЭ И-НЕ имеет вид (рис. 4.34)

Реализация в минимальном базисе И-НЕ

Рис. 4.34 Реализация в минимальном базисе И-НЕ

Проверка функционирования триггера осуществляется по таблице переходов, которая может быть получена из таблицы 1 методом двойственности:

Работу триггера можно пояснить и с помощью временных графиков (рис. 4.35):

Таблица 4.12

номер набора

S"

R"

Qn

Qn+1

0

0

0

0

*

1

0

0

1

*

запрещено

2

0

1

0

1

3

0

1

1

1

установка 1

4

1

0

0

0

5

1

0

1

0

установка 0

6

1

1

0

0

хранение

7

1

1

1

1

информации

Временные графики для асинхронного RS-триггера в базисе И-НЕ

Рис. 4.35 Временные графики для асинхронного RS-триггера в базисе И-НЕ

Данный триггер, управляемый сигналом низкого уровня (Sи/?), называют триггером с инверсным статическим управлением (в УГО входы обозначают в виде кружка). При этом входы S и R сохраняют свое название:

  • - S - единичный вход, так как при подаче на него сигнала низкого уровня (0) триггер устанавливается в Q=1 (на вход R при этом надо подать 1);
  • - R - нулевой вход, так как при подаче на него сигнала низкого уровня (0) триггер устанавливается в Q=0 (на вход S при этом надо подать 1).

Условное графическое обозначение рассматриваемого триггера RS-типа

Рис. 4.36 Условное графическое обозначение рассматриваемого триггера RS-типа

Примечание.

1. При синтезе сложных триггеров на основе рассмотренных одноступенчатых RS-триггеров используется другой вид характеристического уравнения. Оно получается в результате минимизации по карте Карно с использованием ФУ только на 6 наборе (см. таблицу 4.11). При этом в уравнение входят как Qn, так hQ" :

  • 2. При подаче на входы S и R запрещенной комбинации (сигналов высокого уровня при реализации триггера на ЛЭ ИЛИ-HE либо сигналов низкого уровня при реализации на ЛЭ И-НЕ) на обоих его выходах Q и Q устанавливаются сигналы одинакового уровня (убедиться по схеме реализации). После снятия запрещенной комбинации и подаче нейтральной комбинации из-за так называемой «гонки сигналов» состояние триггера окажется неопределенным: либо Qn+1=l, либо Qn+1=0 с вероятностью 50%. Это приводит к сбою в работе как данного триггера, так и всего ЦУ, что не допустимо. Именно по этой причине данная комбинация называется запрещенной.
  • 3. Рассмотренные асинхронные одноступенчатые RS-триггеры редко реализуются в виде отдельных ИМС. Чаще они используются как составная часть более сложных триггеров.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>