Узлы последовательного типа
Триггер - простейший последовательный элемент с двумя состояниями, содержащий элементарную запоминающую ячейку и схему управления, которая изменяет состояние элементарной ячейки. Состояние триггера зависит как от комбинации на входах, так и от предшествующего состояния. Триггерные устройства лежат в основе компьютерной оперативной памяти и используются во множестве последовательных схем. Триггер можно создать из простых логических элементов.
RS-триггер
RS-триггер имеет только два установочных входа: S (set - установка) - установка выхода Q в 1 и R (reset - сброс) - сброс выхода Q в 0. Для этого триггера является недопустимой одновременная подача команд установки и сброса (R = S = 1), поэтому состояние выхода в этом случае остается неопределенным и не описывается.
Таблица функционирования
| Входы | Выходы | ||
| установка S | сброс R | Q | Q’ |
| Q-1 | Q’-1 | ||
| X | X |
Q-1 – сохраняет предыдущее положение триггера, X – неопределенное состояние.
D- триггер
Информация со входа D заносится в триггер по положительному перепаду тактового импульса и сохраняется до следующего положительного перепада на счетном входе.
Таблица функционирования
| Входы | Выходы | |
| данных D | счетчик Clock | Q |
| ↑ | ||
| ↑ | ||
Счетчик
Счетчик - элемент, осуществляющий подсчет импульсов, подаваемых на его вход. Двоичное число, представляемое состоянием его выходов, по фронту импульса на счетном входе увеличивается на единицу. Описываемое устройство представляет собой четырехразрядный счетчик с двумя входами синхронизации и четырьмя выходами. Чтобы использовать счетчик по максимальной длине счета, генератор тактовых импульсов подключают к входу синхронизации CLKA и соединяют выход QA со входом синхронизации CLKB. Суммирование производится по отрицательному фронту импульса на счетном входе. Для сброса счетчика в 0 на входы R01 и R02 подают уровень логической единицы.
Таблица функционирования
| Входы | Выходы | ||||
| N | Счет | D | C | B | A |
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ | |||||
| ↓ |
Сброс счетчика:
| Входы | Выходы | ||||
| R01 | R02 | QD | QC | QB | QA |
| Счет | |||||
| Счет |
Гибридные компоненты
ЦАП
Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) осуществляет преобразование цифрового сигнала в аналоговый. Описываемый ЦАП имеет 8 цифровых входов и 2 входа ( I+I и I-I) для подачи опорного тока Iоп. ЦАП формирует на выходе ток Iвых, который пропорционален входному числу Nвх.
Выходной ток определяется по формуле:
Iвых = (Nвх/256)Iоп,
где Iоп – опорный ток, определяемый последовательно подключенными ко входу Uоп + или Uописточником напряжения Uоп и сопротивлением R:
I оп== (Uоп/ R)×255/256.
Второй выход является дополнением первого. Его ток определяется из выражения: Iвых’= Iоп - Iвых.
АЦП
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производит преобразование аналогового напряжения в число. Представленный АЦП переводит аналоговые напряжения Uвх на входе в 8-разрядное двоичное число Nвых по формуле:
где [ ] – целая часть, Ufs = Uоп+- Uоп-- разница напряжений на опорных входах.
555 таймер
Таймер – элемент, имеющий цифровой вход и выход, характеризуется временем задержки Td. Изменение состояния на его выходе происходит через время, определяемое временем задержки Td.
555 таймер – интегральная схема, наиболее часто употребляемая как мультивибратор, одновибратор или управляемый напряжением генератор. Состояние выхода таймера изменяется через время, определяемое внешней времязадающей RC-цепью. Принципиально 555 таймер состоит из двух компараторов, делителя напряжения, триггера и разряжающего транзистора.
Одновибратор
Одновибратор вырабатывает импульс фиксированной длительности в ответ на управляющий перепад на его входе. Длина выходного импульса определяется внешней времязадающей RC- цепью.