Построение временной диаграммы работы триггера при заданных параметрах

 

Триггер – это одно из цифровых последовательностных устройств или устройств с памятью. В устройствах с памятью значения выходных сигналов определяются как значениями входных сигналов в данный момент времени, так и предысторией изменения входных сигналов.

К триггерамотносится большой класс устройств, общим свойством которых является способность сколь угодно долго оставаться в одном из двух возможных устойчивых состояний и скачком переходить в другое под воздействием внешних сигналов, оставаясь в этом состоянии и после снятия

сигналов, установивших его в это состояние.

Таким образом, основное назначение триггера – запоминание значения одной логической переменной или одного разряда двоичного слова или числа. Под запоминанием понимается указанная выше способность триггера оставаться в заданном устойчивом состоянии и после снятия сигнала, установившего его в это состояние.

Состояние триггера распознается по уровню на его выходе. Триггеры обычно имеют два выхода – прямой и инверсный. Принято говорить, что триггер находится в единичном состоянии, если не его прямом выходе уровень логической 1, а на инверсном – уровень логического 0. Триггеры отличаются большим разнообразием типов и схемных решений, определяемых их функциональным назначением и способами записи в них информации.

Функциональное назначение триггеров определяется зависимостью значений на их выходах от значений входных сигналов. Практическое применение из множества возможных по функциональному назначению типов триггеров нашли RS-, D-, JK- и T-триггеры.

Задача №5:

Задана функциональная схема триггера в соответствии с рисунком 4.1 и временная диаграмма сигналов на его входах. Построить соответствующую временную диаграмму выходных сигналов триггера.

Рисунок 4.1 – Схема триггера

Рис 4.1 трггигер.

 

Необходимая диаграмма представлена в соответствии с рисунком 4.2.

 

 

Рис 4.2 временная диаграмма выходных сигналов триггера.

 

 

В таком триггере вводится дополнительный вход С, называемый тактовым илисинхронизирующим. Изменение состояний триггера происходит при подаче сигналов лог. 1 на входы R и S и последующим воздействием на вход С тактового (синхронизирующего) импульса. Если на тактовый вход импульс не воздействует, то состояние триггера не изменится. Другими словами, изменение состояния триггера происходит под действием синхроимпульса, поэтому такие триггеры называются синхронными
5 Построение схем регистров и счётчиков требуемых типов

Регистр

 

Регистром называется упорядоченная совокупность триггеров, предназначенная для хранения многоразрядных двоичных слов или их частей. Элементами структуры регистра могут служить асинхронные и синхронные D-, RS- или JK-триггеры с динамическим или статическим управленим, а также вспомогательные логические элементы.

По способу ввода и вывода информации регистры подразделяются на параллельные, последовательные и универсальные.

Параллельным называется регистр с параллельной записью и параллельным считыванием всех разрядов записываемого или считываемого слова.

Для его реализации необходимо столько триггеров, какова должна быть разрядность регистра. Информационный вход каждого триггера становится одним из информационных входов регистра, а для обеспечения параллельной, т.е. одновременной, записи каждого разряда слова в соответствующий ему триггер входы синхронизации всех триггеров следует объединить, сделав полученный вход входом синхронизации параллельной записи в регистр.

Последовательным регистром или регистром сдвига называется регистр, который осуществляет запись и считывание многоразрядного двоичного слова, представленного в последовательном коде. Это означает, что слово вводится в регистр последовательно по одному разряду в каждом такте синхронизации, причем ввод осуществляется через единственный информационный вход регистра, в качестве которого выступает информационный вход первого триггера регистра. Отсюда следует, что в схеме регистра сдвига выход каждого триггера должен быть связан с информационным входом следующего триггера для обеспечения перезаписи из разряда в разряд (сдвига), а синхронизирующие входы всех триггеров должны быть объединены для обеспечения одновременности перезаписи. В результате этого объединения формируется вход синхронизации сдвига регистра. Этот регистр называется регистром сдвига вправо. Если же выход следующего триггера связан со входом предыдущего, то такой регистр называется регистром сдвига влево.

Регистры сдвига, которые могут обеспечивать сдвиг в обоих направлениях, называются реверсивними или универсальными. Для реализации реверсивного регистра информационный вход каждого триггера должен быть скоммутирован либо с выходом предыдущего триггера, либо с выходом последующего триггера. Управление коммутацией осуществляется с помощью специальных сигналов реверса. Из этих соображений следует, что на информационном входе каждого триггера реверсивного регистра должен быть установлен логический элемент, управляя которым с помощью сигналов реверса, можно было бы коммутировать вход каждого триггера с выходами соседних слева и справа триггеров. Именно универсальный триггер используется в задаче 6.

Задача №6.

С использованием необходимого количества корпусов микросхем К155ТМ8 построить схему восьмиразрядного регистра сдвига.

Решение данной задачи представлено в соответствии с рисунком 5.1.

 

Рис 5.1восьмиразрядный регистр сдвига.

1 - вход "сброс";
2,3,6,7,10,11,14,15 - выходы;
4,5,12,13 - входы;
8 - общий;
9 - вход синхронизации;
16 - напряжение питания;

 

5.2 Счётчик

Счетчиком называется последовательностное устройство, представляющее собой организованную совокупность счетных или Т-триггеров, сигналы на выходах которых, взятые в совокупности, в определенном коде отображают число импульсов, поступивших на вход счетчика. Счетчик, образованный цепочкой из m последовательно соединенных Т-триггеров, сможет подсчитать в двоичном коде 2^m импульсов. Каждый из триггеров такой цепочки называют разрядом счетчика. Число m определяет количество разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счетчике. Число К_сч= 2^m называют коэффициентом счета или модулем счета.

Код, соответствующий числу подсчитанных на данный момент импульсов, снимается с выходов триггеров счетчика. В паузах между входными импульсами триггеры сохраняют свое состояние, т.е. счетчик запоминает число подчитанных импульсов.

Некоторое состояние счетчика принимается за исходное. Остальные состояния нумеруются по числу поступивших входных импульсов. Когда число входных импульсов достигнет величины К_сч, происходит переполнение счетчика, характеризуемое возвратом счетчика в исходное состояние, после чего счетчик способен повторить цикл работы. Таким образом, коэффициент счета характеризует число входных импульсов, необходимое для выполнения одного цикла и возвращения в исходное состояние.

Задача №7.

Используя необходимое количество любых логических элементов и синхронных JK триггеров с инверсным динамическим управлением и логикой 3И на выходах J и K синтезировать функциональную схему синхронного реверсивного счетчика с Ксч=8.

 

 

 

Рис 5.2Синхронный реверсивный счетчик с Ксч=8