Программируемые логические структуры (матрица)

Программируемая логическая матрица (ПЛМ) (рис. 3.4.1, а) выпускается в микросхемном исполнении. Она содержит l конъюнкторов, входы каждого из которых соединены с линиями входных сигналов и их инверсий, и т дизъюнкторов, входы каждого из них соединены с выходами всех конъюнкторов. Выходы дизъюнкторов выведены наружу через элементы «Исключающее ИЛИ», позволяющие пропускать на выходы сигналы в прямой или инверсной форме.

Пережигая соответствующие перемычки (на рис. 3.4.1, а они показаны волнистыми линиями) и оставляя необходимые соединения – программируя матрицу, можно организовать конъюнкции любых комбинаций входных сигналов и дизъюнкцию любых наборов полученных конъюнкций.

Через перемычку на вход «Исключающего ИЛИ» поступает потенциал лог. 1, что приводит к инверсии функции, сформированной на выходе дизъюнктора. При разрушении этой перемычки на входе «Исключающего ИЛИ» будет лог. 0 и сформированная функция не инвертируется.

Будучи запрограммированной, ПЛМ устанавливает постоянное соответствие между выходным и входным кодами, т.е. ее можно использовать как преобразователь кодов или, что равносильно, как формирователь логических функций на выходах по их аргументам на входах. Она может формировать т выходных функций от n входных аргументов с числом членов в функции, равным l, при гибкой связи между этими числами. Программируемая логическая матрица допускает получение нескольких разных выходных функций при одном входном коде и получение одной и той же функции при разных входных кодах. Вместе с тем ПЛМ не дает возможности формировать функции с числом членов более l, т.е. более числа конъюнкторов. Условное обозначение ПЛМ показано на рис. 3.4.1, б.

Рисунок 3.4.1

 

Последовательностные устройства

Триггеры

 

Триггер - это устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющего сигнала скачком переходить из одного состояния в другое.

Триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный . Состояние триггера определяется по логическому уровню на прямом выходе. Если триггер в единичном состоянии, то Q=1, =0. Если триггер в нулевом состоянии, то Q=0, =1. Триггер может иметь различные информационные входы:

S – раздельный вход установки триггера в единичное состояние,

R – раздельный вход установки триггера в нулевое состояние,

J – вход установки универсального триггера в единичное состояние,

К - вход установки универсального триггера в нулевое состояние,

D - вход установки триггера в состояние, соответствующее логическому уровню, действующему на нем,

Т – счетный вход.

В зависимости от того, какие входы имеет триггер, различают: RS- триггер, JK- триггер, D- триггер, T- триггер.

Синхронные триггеры, кроме информационных, имеют дополнительный синхронизирующий (управляющий) вход С. Срабатывание синхронного триггера происходит в том случае, если на входе С действует определенный сигнал. Срабатывание триггеров со статическим синхронизирующим входом С происходит в том случае, если на нем действует логическая единица. Срабатывание синхронного триггера с прямым динамическим входом С может произойти в момент положительного перепада напряжения на нем, а срабатывание синхронного триггера с инверсным динамическим синхронизирующим входом происходит в момент отрицательного перепада напряжения на нем.

Асинхронный RS триггер с прямыми входами.

Может быть построен на элементах «или-не», для которых активным уровнем является логическая единица.

Таблица функционирования.

Вход	Выход
S	R	Q
		Q0
		X

При S=0 и R=0 на триггер действуют пассивные логические уровни, срабатывание триггера не происходит и он остается в исходном состоянии Q₀.

При S=0 и R=1 активный уровень логической единицы действуют на вход установки в нулевое состояние R, поэтому триггер переходит в нулевое состояние.

При S=1 и R=0 активный уровень логической единицы действуют на вход установки в единичное состояние S, поэтому триггер переходит в единичное состояние.

При S=1 и R=1 состояние триггера будет неопределенным, поэтому такая комбинация входных сигналов называется запрещенной.