Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

lect3_m1_vt_mrtus_CS_niy37

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
439 Кб
Скачать

Таблица 1.25

Таблица переходов, учитывающая изменения во времени

 

Ct+1

Dt

R

*

R

*

S

*

R

*

R

*

S

*

 

 

 

1

2

2

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0

 

0

 

1

 

*

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

0

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

0

0

 

1

 

1

 

0

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

0

0

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

0

0

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

0

0

1

 

1

 

0

 

*

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

0

0

1

 

1

 

1

 

0

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

0

1

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

0

1

0

 

0

 

1

 

*

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

0

1

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

0

1

0

 

1

 

1

 

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

0

1

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

0

1

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

0

1

1

 

1

 

0

 

*

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

0

1

1

 

1

 

1

 

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

1

0

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл.1.25

 

Ct+1

Dt

R

*

R

*

S

*

R

*

R

*

S

*

 

 

 

1

2

2

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

1

0

0

 

0

 

1

 

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

1

0

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

1

0

0

 

1

 

1

 

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

1

0

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

1

0

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

1

0

1

 

1

 

0

 

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

1

0

1

 

1

 

1

 

*

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

1

1

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

1

1

0

 

0

 

1

 

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

1

1

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

1

1

0

 

1

 

1

 

*

 

*

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

1

1

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

1

1

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

1

1

1

 

1

 

0

 

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

1

1

1

 

1

 

1

 

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1*t+1

R1*

 

R2*

 

 

 

C

 

 

 

1

0

 

0

 

 

 

1

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

S

 

*

а

S

*

 

 

 

2

 

 

 

R2*t+1

R1*

 

2

 

 

 

R2*

 

 

 

C

 

 

 

1

0

 

0

 

 

 

1

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

S *

б

S2

*

S

*t+1

R *

 

2

 

 

 

 

*

 

 

2

1

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

0

1

 

1

 

 

 

0

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

S2*

в

S2*

 

Рис.1.51. Карты Карно для цифрового блока

Используя карты Карно (рис.1.51), минимизируем выражения для

R1*t+1, R2*t+1 и S2*t+1:

R*t 1

 

 

 

*2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DR*

S* DR*

S*S* ;

 

 

(1.55)

S

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

2

1

 

 

 

 

R*t 1

 

 

 

 

 

*2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DR* CS* DR* CS*S* ;

(1.56)

C

S

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2

1

 

 

 

 

S*t 1

 

 

 

1*

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CR*

 

 

 

 

(1.57)

 

 

C

R

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема, построенная по формулам (1.52), (1.55) - (1.57) и дополненная входами установки в 0 и 1, приведена на рис.1.52.

Преимуществом

данной

схе-

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мы является то, что она чисто про-

D

 

 

S

*

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

тивогоночная и допускает для всех

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

её вентилей любые сочетания за-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

держек распространения сигналов, а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

все её

элементы

переключаются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

строго один за другим. Поэтому по

 

 

 

 

&

 

 

 

&

 

Q2

 

 

 

 

 

R2*

 

 

 

 

 

данной

схеме выполняются

ИС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D-триггеров и она широко приме-

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

няется

в качестве

библиотечного

 

 

 

 

 

 

 

S2*

 

 

 

 

 

элемента БМК, когда нет возмож-

 

 

 

 

&

 

 

&

 

Q2

ности

нормировать

минимальные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задержки распространения сигнала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часто при использовании дан-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ного триггера в качестве библио-

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

течного элемента

БМК

требуется

 

 

 

 

 

R1*

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

реализовать логические

операции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И и ИЛИ по входу D. Операция И

 

Рис.1.52. Окончательная схема

легко

реализуется

увеличением

 

D-триггера, тактируемогопереходом01

числа входов D у соответствующе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го вентиля, причём без увеличения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задержки распространения сигнала по входу D. Если же надо реализо-

вать

функцию

ИЛИ

для

нескольких

входов

Di,

например

D = D1 + D2 + D3, то тогда можно реализовать логическую операцию ИЛИ без увеличения задержки распространения сигнала по входу D, но с увеличением аппаратных затрат. Учитывая, что D = D1 + D2 + D3 , из

(1.52), (1.55) и (1.56) следует

S1* DR2* D1 D2 D3 R2* D1R2* D2 R2* D3R2* ;

R1* S2*S1* S2* D1R2* D2 R2* D3R2* ;

R2* CS2*S1* CS2* D1R2 D2 R2 D3R2 .

Схема будет иметь вид, представленный на рис.1.53.

R

D2

D3

C

S

&

&

&

&

R2*

&

Q2

 

&

 

S2*

&

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

R1*

Рис.1.53. Схема D-триггера с логикой ИЛИ по входу D

Функциональное обозначение D-триггера, выполненного по схеме, приведённой на рис.1.52, показано на рис.1.54, а его характеристической таблицей является табл.1.26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

Характеристическая таб-

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

лица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D-триггера

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qt Qt+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

0

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

10

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.54. Функциональное обозначе-

 

Активный переход

 

 

на С-входе:

 

 

 

 

 

ние D-триггера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6.5. Произвольные триггерные структуры на базе универсальных D- и JK-триггеров

В инженерной практике часто требуется разработать триггерное устройство, закон функционирования которого не обеспечивается типовыми триггерами. В этом случае требуемую структуру можно получить на базе комбинационной схемы и универсального триггера. Комбинационная схема преобразует входные сигналы требуемого триггерного устройства в функции возбуждения информационного входа D при использовании универсального D-триггера либо функциональных входов J и K при использовании универсального JK-триггера. Рассмотрим два примера.

Пример 1.1 Необходимо разработать тактируемый переходом 01 двухвходовый триггер, функционирующий в соответствии с табл.1.27. Комбинационную часть схемы следует выполнить в базисе ИЛИ-НЕ.

Чтобы обеспечить требуемый тактирующий переход, выбираем универсальный D-триггер. Структурную схему триггерного устройства в общем виде представим так, как показано на рис.1.55. По табл.1.27 оформляемтаблицупереходов(табл.1.28), учитывающуювременныеизменения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон функционирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

Q

 

 

произвольного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

триггерного устройства

x1

 

 

КС

 

D*

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

Qt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

ТИ

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

0

 

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

 

Qt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

1

 

Рис.1.55. Структурная схема произвольного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активный переход

 

 

триггерного устройства на D-триггере

 

 

на С-входе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.28

 

 

Таблица переходов произвольного триггерного устройства

 

 

 

Номер

 

 

 

t

 

x0

t

 

Q

t

Q

t+1

= D

t

 

 

 

 

 

 

набора

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

0

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

0

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

0

 

1

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

0

 

1

 

 

 

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

0

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

1

 

0

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

1

 

1

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

1

 

1

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синтез триггерного устройства заключается в построении комбинационной схемы в заданном базисе, вырабатывающей сигнал D* = f(x1t;

x0t и Qt), обеспечивающий требуемый закон функционирования (см.

рис.1.55).

Из карты Карно (рис.1.56) следует

D* x1x0 x1Q x1 x0 Q x1x0 x1Q x1 x0 Q x1x0 x1Q x1 x0 Q .

D*

 

x0

 

 

 

 

 

 

x1

1

1

1

0

 

0

0

0

1

 

 

 

Q

 

Рис.1.56. Карта Карно для функции возбуждения D*

Окончательная схема триггерного устройства представлена на рис.1.57.

Примечание. Если входы R и S не используются по назначению, то на них надо подать уровень логической 1.

x1

&

&

 

x0

 

R

 

 

 

Q

 

&

D

 

 

1

 

 

 

 

 

 

C

Q

 

 

 

 

&

S

 

 

1

 

 

 

 

ТИ

 

 

 

Рис.1.57. Схема триггерного устройства на D-триггере

Таблица 1.29

Закон функционирования произвольного трёхвходового триггерного устрой-

ства

x2t x1t x0t Qt+1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

t

Q

 

 

 

 

 

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

Qt

1

1

0

Qt

1

1

1

0

 

 

 

R ТТ

 

 

 

&

Q

 

 

 

 

 

J

 

x2

КС

 

 

x1

ТИ C

 

x0

 

&

 

 

 

 

 

 

K

Q

 

 

 

 

 

S

 

Рис.1.58. Структурная схема произвольного триггерного устройства на JK-триггере

Пример 1.2. Необходимо разработать тактируемый переходом 10 трёхвходовый триггер, функционирующий в соответствии с табл.1.29.

Комбинационную часть схемы следует выполнить на произвольных логических элементах. Чтобы обеспечить требуемый тактирующий переход, в качестве триггера выбираем универсальный JK-триггер. Структурную схему триггерного устройства в общем виде представим так, как показано на рис.1.58.

По табл.1.29 оформляем таблицу переходов (табл.1.30), учитывающую временные изменения. Синтез триггерного устройства заключа-

ется в построении комбинационной схемы, вырабатывающей сигналы J*

= f1(x2t; x1t; x0t; Qt) и K* = f2(x2t; x1t; x0t; Qt). При заполнении табл.1.30 использовалась также табл.1.20.

Таблица 1.30

Таблица переходов

Номер

x2t

x1t

x0t

Qt

Qt+1

J t

Kt

набора

0

0

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0

0

1

1

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

4

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

0

1

1

1

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

8

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

1

0

1

1

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

12

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

1

1

0

1

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

14

1

1

1

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

1

1

1

1

0