Лекция 5 D - , JK- и T- триггеры
1-й учебный вопрос. Триггер задержки (D - триггер)
Назначение: задерживает цифровую информацию на один такт(половина синхронизации С). На выходе триггера тот цифровой сигнал (1 или 0), который был на входе на предыдущем интервале.
УГО D- триггера
USA
Eвро
R, S – установочные входы
Характеристика установочных входов: асинхронные, приоритетные по отношению к D входу(информационный вход) и предназначенные для начальной установки триггера.
Таблица переключений D – триггера
| Сn | Dn | Qn-1 | Qn |
| Qn-1 | |||
| Qn-1 |
Хранение
Задержка на
1 такт синхронизации
Примечание: D триггер не имеет запрещенного состояния. Однако , если использовать установочные входы, то запрещенное состояние может быть за счет комбинации сигналов на установочных входах, так установочными входами являются входы RS-триггера.
2-й учебный вопрос.Универсальный JK- триггер
Работает, как JK, RS, RSC, D и T - триггеры. Поэтому называется универсальным триггером.
УГО(USA)
Таблица переключений
| Сn | Jn | Kn | Qn-1 | Qn | Сост.триггера |
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Хранение | |||||
| Запись «0» | |||||
| Запись «0» | |||||
| Запись «1» | |||||
| Запись «1» | |||||
| Инверсия предыд.сост. | |||||
| Инверсия пред.сост. |
Примечание: D – триггер можно получить, используя JK- триггер при следующем подключении.
3-й учебный вопрос Счетный Т – триггер
Т-триггер только синхронный и предназначен для построения счетчиков и делителей частоты.
УГО
Промышленностью Т-триггер не выпускается, но используются режимы счетного Т- триггера в D, JK- триггерах, а именно
Таблица переключений Т- триггера
| Сn | Jn | Kn | Qn-1 | Qn |
Хранение
В Т- триггерах при поступлении синхросигнала значение сигнала на выходе Q сигнал инвертируется, т.е. при поступлении очередного синхроимпульса осуществляется инверсия предыдущего состояния.
Примечание: T –триггер можно собрать с использованием программирования логических интегральных схем (ПЛИС).
Лекция 6 . Регистры памяти и сдвига
Учебные вопросы:
1. Назначение и классификация регистров.
2. Синтез регистров (регистры памяти, сдвига, реверсивные регистры).
1-учебный вопрос. Назначение и классификация регистров.
Регистром называется последовательное цифровое устройство(ПЦУ) предназначенное для хранения небольших объемов информации и преобразование над n-разрядным двоичным кодом.
Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, как правило D- триггеров, число которых соответствует разрядности регистра.
Восьми разрядный регистр.
А7 А6 А5 А4 А3 А2А1 А0
Преобразования в регистрах:
1. Обмен информации между регистрами(пересылка данных)
2. Поразрядные логические операции
Логические операции осуществляются поразрядно
Ак
^ (операция AND)
Рег
=
Ак
(рез AND)
3.Cдвиг слова в регистре влево или вправо
Сдвиг слова влево на 1 разряд - умножение содержимого на 2.
Сдвиг слова вправо на 1 разряд - деление содержимого на 2 .
сдвиг на 1 разряд влево (было 4D, после сдвига 8D)
cдвиг вправо на 1 разряд (было 4D, после сдвига 2D)
Установка регистра в начальное состояние
УГО
Классификация регистров.
В зависимости от содержания выполняемых операций в регистре, регистры бывают:
1) с параллельным приемом и параллельной выдачей информации. На этом принципе выполнено ОЗУ
2) с параллельным приемом и последовательной выдачей информации.
3) с последовательным приемом и параллельной выдачей информации.
2-й учебный вопрос. Синтез регистров(регистры памяти, сдвига, реверсивные регистры).
Принцип синтеза регистров: все регистры состоят из одинаковых блоков, количество которых определяется разрядом регистра. Каждый блок включает триггер (как правило, D- триггер) и сравнительно простое КЦУ. Следовательно, синтез регистра сводится к синтезу 1 блока с учетом связи между ними.
а) Регистры памяти(регистры с параллельным приемом и параллельной выдачей информации)
Рассмотрим схему 4-х разрядного регистра памяти:
б) Регистры сдвига (регистры с последовательным приемом и параллельной выдачей информации)
Таблица переключений регистра сдвига без ОС
| № | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 |
Реверсивный регистр
Это регистр, в котором информация сдвигается как влево, так и вправо.
Рассмотрим регистры сдвига с обратными связями:
· Если соединить выход любого разряда регистра с входом, то получим кольцевой регистр, в котором информация будет перемещаться по кольцу.
УГО
· Кольцевой регистр с перекрестной обратной связью, когда в цепи обратной связи включен инвертор:
УГО:
· Кольцевой регистр с логической обратной связью
Это регистр, в цепи обратной связи которого включено логическое устройство. В нашем примере логическим устройством являетсясумматор по модулю 2.
УГО:
· Регистр сдвига с самовоcстановлением
Рассмотрим одну из возможных схем регистра самовосстановления: данная схема обеспечивает перемещение по кольцу 1, т.е. наличие унитарного кода.
Лекция 7.Двоичные и двоично-десятичные счетчики
Учебные вопросы:
1. Определение и классификация счетчиков.
2. Синтез двоичных и двоично-десятичных счетчиков.
1-ый учебный вопрос: Определение и классификация счетчиков.
Определение: Счетчик - это последовательное цифровое устройство, которое обеспечивает хранение слова информации и выполнение над ним микрооперации счета.
Микрооперация счета - изменение числа на +-1.
Суммирующий счетчик - это то, что было в счетчике +1
С= С+1
Вычитающий счетчик - это то ,что было в счетчике -1
С=С-1
Реверсивный счетчик: С= + -1(и то и другое выполняет)
Счетчики работают в двоичном коде и обеспечивают подсчет импульсов в интервале от 0до 2N-1, где N- количество разрядов счетчика.
Смакс= 2N-1
Например: 4- х разрядный счетчик имеет диапазон чисел от 0 до (24-1)=15
Примечание: после достижения максимального значения суммирующий счетчик начинает счет с 0.
Пример : 0,…..,C,D,E,F,0,1……
Вычитающий счетчик: …..C,B,A,9…2,1,0,F…
Для построения счетчиков используются Т- триггеры (D,JK триггеры в режиме Т- триггера)
D- триггер
JK – триггер
УГО счетчика
>15(P) – перенос в старший разряд при суммировании
< 0(CR) – заем из старшего разряда при вычитании
2-й учебный вопрос: