Цифровая электроника

I. Т-три(счгглиетртный)иггер

– предподсчеталяназначенвходныхдвоичных

(прямоуго)импу. льсовных

Дополнительно

их

используютвкачдествелителей

частоты.

Различаютодно

- идвух

ступенчатыеТ

-триггеры.

А)Схемотехникаодноступенчатого:

&

а

&

Q

T-вход

&

b

&

Q

R-S триггер

Рассмотримвременную

диаграммуработытакогостройства:

T -вход

Режим

Режим

хранения

хранения

t

a

t

b

t

Q

t

Q

t

Каквидноизвременныхдиаграмм,данномслучаеТ

-триггер – этоустройство,

котороеменясв т

оесостояннапротивоположное

пофронтукаждоговходного

импульса.Т.е.впотокепрямоугольных

импульсоввыполняетсяследующееусловие:

Q -выход

t

Каквиизданныхнодиаграмм,периодследования

ыходныхимпульсо

в

увеличиваетсяровновдв,следовательно

частотавыходныхимпульсовровновдв е

уменьшае.Т..отдельновзяТ ыйся

-триггерявляетсяделителемчастотынадва.

Б) Припостроениидвоичныхсчетчик,основукот ставляютрыхТ

-триггеры,

желательноиспользованиедвухст

упенчатыхТ

-триггер,схемотехникав

построения

которыхследующая:

Q -выход

T -вход

S

S

C

C

R

R

R -S -C

R -S -C

1

T

T2

1

Slave

Master

Вданномслуча

епринципработыТ

-триггеаналогиченпредыдуще

му,стем

отлич,чтопрТ=ием

0,

T1

- врежимехр,ан ния

T2 - врабочемрежиме.

=>ранееза

писаннаяв

T1 инфопермацезаписываетсятр ггер

T2 .

ПриТ=

1,наоборот,

T1 - врабсостояниичем,а

T2 - врежимехран. ния

=>и

нверснаяинформация

с T2

переписывается T1 .

Т.о.данноеустройствотакжеиз

менясвоестояннапротпоивоположное

Q -выход

II. D-триггер( зад)ержки

– используетсядляформированиярасчетов

D -вход

&

&

Q

C -запись

1

&

&

Q

НаличиевсхемэлементаНЕавтоматическиустраняетвозмп явленияжность

запрещенногосостояниядля

R-S-триггера.

Востальномработаустройствааналогична

работесинхронного

R-S-триггера.

t

C -вход

t

Q -выход

Хра-

Раб.

Хран

нение

запись

запись "0"

запись "0"

запись "1"

t

ение

"1"

Данноеустройствоосуществляетзаписьинфвходармации

D втриггерпо

фронтуимпС льса

. Всвязиэт

имвходСчастоназываютвходомзаписи,

D –

D -вход

S

S

Q

C -запись

C

C

Q

1

R

R

T1

T2

Slave

1

Master

Принципработыаналогиченодноступенчатому

D-триггеру,стойлишьразницей,

чтопокончимпульсазапнтр сиггер

T2 записываетсебяинформациютриггера

T1 =>н авыходепереписанная

D-входаинфпоявитсярмация

оокончанииимпульса

записи.

III. J-K-триггеруниверсальный( )

J

&

&

Q

C -вход

K

&

&

Q

Спомощьюанализаработыустройслегкодоказ,чтовходывать

J и K

эквивалентнывходам

R и S

синхронного R-S-триггера.

Вход J устанавливает«1»,входК

– «0».

Если J=K = то«1»,получаемклассическийодноступенчатыйТ

-триггер.

Есливход

дополнитьэлементомНЕ

:

-

J

D вход

1

K

,тополучаем D-триггер.

Т.о.действительно

J-K-триггерпозволяетсоздатьлюбойизранеерассмотренных

C -вход

J

&

S

Q

C

C

K

Q

&

R

1

Slave

Master

Наличиеархитектуры

Slave – Master указываетнато,чтоинформациянавыходе

появитсятолькосрезуили(покончанию)импульсанаС

-входеимпульс( записи).

Графическиеобозначения:

R

T

Q

R-S – триггер

S

Q *

S

T

Q

C

Синхронный R-S – триггер

R

Q *

T

Q

T

Т – триггер

Q *

D

T

Q

D – триггер

S

Q *

J

T

Q

C

J-K – триггер

Q *

K

Q * - можеттсутствовать.

Регистры – это цифровыеустройства,предназдляхраненияесколькихаченные

бит информации одновременно.

Какправило,количествобит,

хранимыхврегистрах,

кратночетырем

. Приэтомобщепринятаследующметрика: я

4бит

– тетрада

8бит

– байт

16бит

– слово

32бит

– двойноеслово

64бит

– квадрослово

илих -разрядныйрегистр.

Взависимостиотназначения

,всер гистрыподразделяются

:

А)

Регистрыхранения

– предляназхраначеныенияопределенного

количествабит

одновременно.

Б)

Сдвиговыерегистры

– предлянзаипзначиоссдвигаленыдующего

инфовправоиливлевомацтермин.Приэтомвправоиливлевоноусловныйит

характер.

Болееточнаятерминологпоявиласьизобретениемкропроцессора.

Рассмотримнапримере8

-разрядного регистра:

Сдвиг влево

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Стар

Млад

ший

Сдвиг вправо

ший

бит

бит

В)

Униврерсальныегистры

–

предляназначенывыполненияодновременно

(микропроцессоры,

микроконт,конве.д.),атакжертороволявляютсяеров

оптимальнымипреобразователями

двоичного кодаизп раллельногоформатав

последовательный.Основнойхарактеристикойрегистраявляетсяегоинформационная

емкостьилиразрядность.

Основойдляпостро

ениярегистровслужат

D-триггеры.

Количество D – триггеровопределяе

т информационнуюемкость

регистра.

Вкачествепримрассмо

тримсхемпотехникустроения4

-разрядныхрегистров:

А)Регистрхранения:

D0

D

T

Q0

C

D1

D

T

Q

C

1

Входная

Выходная

информация

информация

D2

D

T

Q2

C

D3

D

T

Q3

68

Каквидноизсхемотехн

ики, попримпульсаходузаписиС,инфвходармация

переписываерегистрхранинемдопотсследующеготупленияимпульсазаписи.

Б)Сдвире:гистровый

D0

D1

D2

D3

D -вход D

T

D

T

D

T

D

T

C

C

C

C

C -запись/ сдвиг

Рассмотримработуданногоустройстванапримеревременныхдиаграм

м:

C

D

t

"1"

"0"

"0"

"1"

t

D0

"1"

D1

t

"0"

D2

t

"0"

D3

t

"1"

t

Пустьпри

t

=все0

ti = 0.

Такимобр,д устройствонноезомд йствительно

выполняетзаписдвигинформациись одновременно.

Приэтом

есликоличество

импульсовпадазапиразирегисядностью, ав оматическираосуществляется

переводинформацииизпоследова

тельногоформатавпараллельный.

§ 3.5 Классификация,назначениедвоичныхсчетчико

в

Счетчики – цифровыеустр,которыйства

епредляназначеныподсчета

количества

входных импульсвыдачиинформацииэб

томколичествеопределенном

ходе.

69

Взависимостиотназначения

всчетчикиподразделяются

:

А)Суммирующие

– увеличиваютсвостоянаедипокаждониецу

муочередном у

входномуимпульсу.

Б)Вычитающие

– уменьшсвостоянаедиютниецу

покаждомуочередному

входномуимпульсу.

В)Универсальныеили(ре

версивные)

– одномогутвыполнятьремефу кциино

суммирующеговычитающего

счетчиков.

Основнойхарактсчеристикой

чикаявляетмаксимальнаяего информационная

емкость.

ОсновойдляпостроениясчетчиковслужатТ

-триггеры.

КоличествоТ

-триггеров

какразиопределяетмаксимальнуюинформационнуюемкость,именноемкость[ ] =

2n ,

где n – количествоТ

-триггеров.

Вкачествепримрассмотрим

схемотехнипринципку

работы4

-разрядногосуммирующегосчетчика:

D0

D

D2

D

1

3

T-вход T

T

T

T

R

R

R

R

Reset

Рассмотримвременные

диаграммы:

70

1

2

4

6

8

10

12

14

15

D0

"1"

"0"

"0"

D1

"0"

"0"

"0"

D2

"1"

"0"

"1"

D3

"0"

"1"

"1"

Reset

Сделаемнескольковремср:послнныхзов

е5

им,послеульи8по12але

. Т.е.

сколькоимпоступилоульсов,ровнотакуюинформацию,новдвоичномкоде,мы

снимаем.

Каквидноизвременныхдиаграмм,действительно,навыходах

D3 − D0

в

двоичномк детражаетсяинформацияколичест

веп

оступвходныхимпульсоввших

,

т.е.даннустройствосуществляетихподсчет.

Дляполучениявычитающегосчетчика,достатвыхпоследующегочноТ

-триггера

соединитьсовходомпредыдущего

.

Особыйкласспредставляютсчетчики,которыеиспользуюткачдестве

лителей

часпеременнымтотыкоэффициентомделения.

Типоваясхемаихвключенияследующая:

T -вход

T Ст

1

D0

1

0

D1

0 1

( f0 )

2

&

4

D2

1

1

f

R

D3

0

1

0 6

8

:6

Дляпостроенделителейпроизвольнымкоэффициентомядел обходимония

выводыдвоичногосчетч,гдепр единицакасутствуетдлядвоичног

очисделаителя

,