11316

Триггеры с раздельным и счетным запуском

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Занятие 3. Триггеры с раздельным и счетным запуском Учебные методические и воспитательные цели: Изучить принципы построения триггеров с раздельным и счетным запуском. Совершенствовать умение выделять главное для качественного конспектирования учебного мат...

Русский

2013-04-07

109 KB

17 чел.

Занятие 3. Триггеры с раздельным и счетным запуском

Учебные, методические и воспитательные цели:

  1.  Изучить принципы построения триггеров с раздельным и счетным запуском.
  2.  Совершенствовать умение выделять главное для качественного конспектирования учебного материала.
  3.  Воспитывать интерес к импульсным и цифровым устройствам, построенным на интегральных микросхемах.

Время: 2 часа.

План  лекции

п/п

Учебные  вопросы

   Время

мин.

1.

2.

3.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Общие сведения и классификация триггеров

2. Триггеры с раздельным запуском.

3. Триггеры со счетным запуском

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

5

80

15

30

25

5

Материальное обеспечение:

1. Компьютерный комплекс.

2. Компьютерные демонстрационные программы “Триггеры”.

Литература:

1. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные   системы. – М.Горячая линия – Телеком, 2000г., с.98-104.

 


ВВОДНАЯ   ЧАСТЬ

Во вводной лекции отмечалось,  что большинство цифровых устройств состоят из логических элементов и устройств  памяти.  Если  логические элементы преобразуют сигналы, поданные на входы по определенным правилам, то элементы памяти способны запомнить значение сигнала на  выходе какого-либо устройства.  Поскольку цифровой сигнал может иметь два значения,  которые называют 0 и 1, то и элементы памяти должны иметь два  устойчивых  и  различных  состояния. Изучению принципов построения таких устройств посвящена данная тема.

   ОСНОВНАЯ   ЧАСТЬ

1. Общие сведения и классификация триггеров

Триггером называют  устройство,  обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия и способное  под  воздействием  внешних  сигналов скачком переходить из одного состояния в другое.

В общем случае триггер представляет собой устройство с несколькими входами и выходами, которые принято обозначать буквами.

По способу управления триггеров подачей на входы сигналов  различают

- триггеры с раздельной установкой 0 и 1 (RS-триггеры);

- триггеры со счетным входом (Т-триггеры);

- триггеры задержки (D-триггеры);

- универсальные триггеры (JK-триггеры).

По способу приема информации  триггеры  делятся  на  синхронные  и асинхронные.

Асинхронные триггеры реагируют на информационные сигналы в  момент их появления  на входах, а синхронные реагируют на
информационные сигналы только при наличии разрешающего сигнала на

специальном синхровходе.

Синхронные триггеры  в  свою очередь делятся на триггеры со статическим и динамическим управлением. Триггеры со статическим управлением реагируют при  подаче на синхровход сигнала 1 (прямой статический) или 0 (инверсный) входы. Триггеры с динамическим управлением  реагируют  на изменения сигнала на синхровходе от 0 к 1 (прямой динамический) или от 1 к 0 (инверсный динамический).

По принципу построения триггеры можно разделить на одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатые триггеры имеют одну ступень для запоминания информации. Двухступенчатые имеют две ступени запоминания. В начале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе триггера.

Любой триггер имеет два выхода. Один из них обозначается Q и называется прямой, а другой  - инверсный.

Поскольку триггер - устройство с двумя устойчивыми состояниями, то принято одно  состояние называть 1,  а другое 0.  За 1 принимают такое состояние триггера,  когда на его прямом выходе 1, а на  инверсном  0. Состояние триггера 0, когда на прямом выходе 0, а на инверсном 1.

Таким образом, триггер, как цифровое устройство с двумя устойчивыми состояниями является тем элементом, который лежит в основе большинства запоминающих устройств, предназначенных для хранения двоичной информации.

2. Триггеры с раздельным запуском

Условное графическое обозначение  триггера  с раздельной установкой 0 и 1 или RS-триггера приведено на рис.1. Триггер имеет 2 входа и 2 выхода:


     Вход
S -установки 1;

     Вход R - установки 0;

     Выход Q- прямой;

     Выход - инверсный.

Данный триггер строится на двух логических элементах  ИЛИ-НЕ. Схема триггера и временные диаграммы, поясняющие его работу, приведены на рис.2.

В момент включения питания (t = 0)   триггер установился в состояние 0 (Q=0,  =1), т.к. на его S – входе 0, а на R – 1. При подаче на вход S сигнала 1 (R=0) на прямом выходе появляется 1 (на инверсном 0),  т.е.  триггер устанавливается в состояние 1.  При подаче на вход R сигнала 1 на выходах Q = 0,  = 1 триггер в состоянии 0.

Изменения состояния триггера в соответствии с временными  диаграммами можно проследить и по его схеме (Рис.2а). Анализируя работу схемы при различных значениях сигналов на входах S и  R,  можно  обнаружить, что комбинация  S=1, R=1  приводит  к нарушению логики работы триггера, поэтому должна быть исключена возможность её появления. Основные режимы работы триггера представлены в таблице 1.


На практике часто RS-триггеры строятся на элементах И-НЕ. При этом изменение состояния триггера будет происходить при подаче на соответствующий вход 0, а не единицы. Поэтому у такого триггера информационные входы обозначаются как инверсные,  а запрещенной  является
 комбинация R=0, S=0. Схему, временные диаграммы и таблицу истинности RS – триггера на элементах  И – НЕ  изучить самостоятельно в часы самостоятельной работы.

Рассмотренные варианты триггеров являются асинхронными.  Более высокой помехоустойчивостью обладают синхронные RS-триггеры (RSC-триггеры). Схема такого триггера и его  условное  обозначение  приведены  на рис.3.

Синхронный RS-триггер отличается от асинхронного наличием С-входа для синхронизирующих (тактовых) импульсов. Он состоит из асинхронного (рис.3б) и двух  логических элементов на входе.  При С=0 входные логические элементы блокированы, их состояния не зависят от сигналов на S и R - входах и  соответствуют 0. RS-триггер будет в режиме хранения записанной информации. При С=1 входные логические элементы открыты для восприятия  информационных сигналов и передачи  их на входы асинхронного триггера.


Таким образом, синхронный RSC-триггер при  наличии  разрешающего сигнала  на С-входе работает по правилам для  асинхронного триггера.

3. Триггеры  со счетным запуском

Триггер с  одним  входом,  изменяющий  свое состояние на обратное каждый раз при подаче на вход единичного сигнала,  называют  триггером со счетным  входом  или Т-триггером.  Условное графическое обозначение такого триггера и  временные  диаграммы, поясняющие  логику  его  работы, представлены на рис.4.

При реализации  Т-триггера  на потенциальных логических элементах за основу может быть взят синхронный RSС- триггер, S- вход которого соединяется с выходом Q, а R-вход с выходом Q (Рис.5).

Анализ данной схемы показывает,  что изменение состояния триггера происходит с приходом каждого импульса на вход Т, т.е. триггер работает в  соответствии  с временными диаграммами,  приведенными на рис.4б. Сравнивая выходные сигналы с входными,  можно заметить, что при подаче на вход последовательности импульсов с периодом Т,  на выходе получаем последовательность с периодом 2Т, т.е.  Т-триггер осуществляет  деление частоты входного сигнала на два. На примере Т-триггера покажем принцип построения двухступенчатого триггера (рис.6).


Двухступенчатый Т-триггер содержит два RSC-триггера,  которые находятся в  одном и том же состоянии.  Пусть это состояние 0.   На вход S триггера Т0 подается 1,  а на R - 0.  С приходом следующего импульса на  вход  Т  первый триггер перейдет в состояние 1 и на входе S второго триггера появится 1,  а на R - 0. Но т.к. на входе С триггера Т1 сигнал 1 появится только после окончания импульса на Т входе,  то и состояние выходов Т1 изменится только после окончания входного импульса.

Схема двухступенчатого триггера является более надежной и находит широкое применение в интегральных схемах серий 164,176,564 и др.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ    ЧАСТЬ

В ходе  данной лекции рассмотрены принципы построения триггеров с раздельным запуском и счетным входом. Такие триггеры находят самое широкое применение  при построении различных цифровых устройств,  а также входят в состав более сложных триггеров, которые будут рассмотрены в ходе следующей лекции.

Задание на самостоятельную работу:

1. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные   системы. – М.Горячая линия – Телеком, 2000г., с.98.

2. Дополнить конспект лекций.

Доцент кафедры №9                                         Б. Степанов

          Рецензент   полковник                                      Г. Журбин

Рис. 1

Q

R

S

T

Q

0

t

t

Q

R

S

0

0

S

R

_

Q

Q

Рис.2

б)

t

1

а)

1

Таблица 1

S

R

Q

Режим

0

0

Q

Хранения

1

0

1

Установка 1

0

1

0

Установка 0

1

1

-

Запрещенный

R

C

S

T

Q

Q

_

а)

б)

S

C

R

Q

Q

_

D1.1

D1.2

D1.3

D1.4

&

&

&

&

Рис. 3

Т

Q

S

C

R

Q

Рис. 5

Т

Рис. 4

Q

Т

t

t

Т

Т

Т

Q

Q

Q

T0

S

C

R

T

Q

S

C

R

Рис. 6

1

T1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

62128. Англійська мова. Методичні вказівки 73.1 KB
  В даній розробці викладені основні теоретичні положення лексичної основи перекладу. Знання лексичної основи перекладу будуть корисними при перекладі спеціальної літератури. Робота з текстами розширить знання студентів з предмету,розвине навички добування корисної інформації.
62135. Основы пограммирования 78.36 KB
  Применение рабочей тетради в обучении программированию на языке Pascal улучшает качество образования, повышает эффективность учебного процесса на основе его индивидуализации, появляется возможность реализации перспективных методов обучения.