Во втором случае при фиксированных , выходные сигналы , обусловливают переход к новой строке карты Карно, где эти же значения , являются входными и так далее, пока не возникнет ситуация, предусмотренная первым случаем. Например, для столбца 01 и строки 00 мы имеем неустойчивое состояние 11. После поступления этих сигналов ( ) на вход схемы возникнет неустойчивое состояние 10 (строка 11), код которого совпадает с кодом устойчивого состояния 10 (строка 10), т.е. мы пришли к первому случаю.

Таким образом, для столбцов = 00, 01, 10 бистабильная ячейка через промежуточные неустойчивые состояния в конечном итоге переходит в устойчивое состояние. Эти переходы называются некритическими состязаниями (гонками).

Иной случай можно наблюдать при =11. В этом столбце два устойчивых состояния и . Поэтому из неустойчивых состояний и может начаться циклический процесс перехода из состояния 11 (строка 00) в состояние 00 (строка 11) и наоборот, т.е. могут возникнуть колебания .

Данное явление свидетельствует о наличии в схеме критических (опасных) состязаний (гонок), что недопустимо в схемах, предназначенных для запоминания информации. Кроме того, если время задержки элементов несколько отличается, то возможен переход в любое из устойчивых состояний, т.е. состояние схемы будет неопределенным. Следовательно, таблица переходов позволяет наглядно проверить логическое функционирование проектируемой структуры, в частности, установить наличие состязаний.

Для того, чтобы рассматриваемую схему можно было использовать для запоминания информации, необходимо запретить одновременное обращение в нуль и , т.е. исключить столбец карты Карно с =00, так как устойчивым состоянием в этом столбце является состояние , при котором нарушается бистабильность схемы. Состояние неудобно тем, что после изменения независимых входных переменных от значений 00 к значениям 11, схема может перейти в состояние 01 или 10, иначе говоря, переход будет неопределенным.

Для исключения первого столбца требуется наложить ограничительное условие

. (3.8)

На основе карты Карно запишем таблицу состояний для КБЯ (таблица 3.7).

Таблица 3.7

0	0	0	*
0	0	1	*
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

---

Минимизировав не полностью определенную функцию , получим (рис. 3.7):

. (3.9)

Рис. 3.7. Карта Карно для таблицы состояний 3.6

Уравнение (3.9) совместно с условием (3.8) образуют характеристические уравнения конъюнктивной бистабильной ячейки.

,

. (3.10)

Анализ дизъюнктивной бистабильной ячейки. По методике, аналогичной рассмотренной выше, проведем анализ дизъюнктивной бистабильной ячейки (ДБЯ).

Изображенная на рис. 3.8 дизъюнктивная бистабильная ячейка (ДБЯ) имеет два управляющих входа: и . С их помощью реализуется внутреннее управление бистабильной ячейкой.

Рис. 3.8. Дизъюнктивная бистабильная ячейка

Выходами ДБЯ являются сигналы и , логические значения которых равны: , . Соединенные с выходами , внутренние входы бистабильной ячейки обозначаются соответственно , .

В стационарном режиме внутренние входы , и выходы , удовлетворяют условиям:

, . (3.11)

Запишем логические уравнения выходов схемы:

. (3.12)

Карты Карно для анализа переходных процессов в дизъюнктивной бистабильной ячейке приведены на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Таблица истинности (а) и таблица переходов (б) ДБЯ

Как следует из таблицы переходов, в третьем столбце ( ) устойчивым является состояние, в котором , т.е. теряется бистабильность ячейки. Таким образом, необходимо ввести следующее ограничительное условие

. (3.13)

Запишем далее таблицу состояний для ДБЯ (таблица 3.8).

Таблица 3.8

0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	1
1	1	0	*
1	1	1	*

Минимизировав не полностью определенную функцию , получим (рис. 3.10):

(3.14)

Рис. 3.10. Карта Карно для таблицы состояний 3.7

Уравнение (3.14) совместно с условием (3.13) образуют характеристические уравнения дизъюнктивной бистабильной ячейки.

---

. (3.15)

45.Классификация триггеров по функциональному назначению:RS-триггер, JK-триггер, T-триггер,D-триггер. Их таблицы состояний, характеристические уравнения и таблицы переходов. Условные графические обозначения .

Триггером называется устройство, способное формировать два устойчивых значения выходного сигнала и скачкообразно изменять эти значения под действием внешнего управляющего сигнала.

В общем случае триггер содержит собственно элемент памяти и некоторую входную комбинационную схему, преобразующую входные сигналы триггера в сигналы, требуемые для управления элементом памяти (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Общая структура триггера

В качестве элемента памяти в цифровых микросхемах используется бистабильная ячейка, представляющая собой два инвертирующих логических элемента (чаще всего ИЛИ–НЕ или И–НЕ), соединенных перекрестными связями: прямой и обратной (рис. 3.2).

а) б)

Рис. 3.2. Конъюнктивная (а) и дизъюнктивная (б) бистабильные ячейки

Классификация триггеров проводится по признакам логического функционирования и способу записи информации (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Классификация триггеров

По способу записи информации различают асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые) триггеры. В нетактируемых переход в новое состояние вызывается непосредственно изменением входных информационных сигналов. В тактируемых триггерах, имеющих специальный вход, переход происходит только при подаче на этот вход тактовых сигналов. Тактовые сигналы называют также синхронизирующими, исполнительными, командными и т.д. Обозначаются они буквой (от слова Clock).

По способу восприятия тактовых сигналов триггеры делятся на управляемые уровнем и управляемые фронтом. Управление уровнем означает, что при одном уровне тактового сигнала триггер воспринимает входные сигналы и реагирует на них, а при другом не воспринимает и остается в неизменном состоянии. При управлении фронтом разрешение на переключение дается только в момент перепада тактового сигнала. В остальное время независимо от уровня тактового сигнала триггер не воспринимает входные сигналы и остается в неизменном состоянии. Триггеры, управляемые фронтом, называются также триггерами с

---

динамическим управлением.

Динамический вход может быть прямыми или инверсным. Прямое динамическое управление означает разрешение на переключение при изменении тактового сигнала с нулевого значения на единичное, инверсное – при изменении тактового сигнала с единичного значения на нулевое.

По характеру процесса переключения триггеры делятся на одноступенчатые и двухступенчатые.

В одноступенчатом триггере переключение в новое состояние происходит сразу, в двухступенчатом – по этапам. Двухступенчатые триггеры (на схемах обозначаются TT или MS) состоят из входной и выходной ступеней. Переход в новое состояние происходит в обеих ступенях поочередно. Один из уровней тактового сигнала разрешает прием информации во входную ступень при неизменном состоянии выходной ступени. Другой уровень тактового сигнала разрешает передачу нового состояния из входной ступени в выходную.

По логическому функционированию различают триггеры типов RS, D, T, JK и др. Кроме того, используются комбинированные триггеры, в которых совмещаются одновременно несколько типов, и триггеры со сложной входной логикой (группами входов, связанных между собой логическими зависимостями).

RS-триггер имеет два управляющих входа и , с помощью которых выполняются функции установки триггера в состояние (при , ) и сброса в состояние (при , ). При триггер работает в режиме хранения, т.е. сохраняет ранее установленное состояние: либо . Комбинация входных переменных (установка и сброс одновременно) является запрещенной, так как может привести к неопределенному (непредсказуемому) состоянию выхода . Во избежание возникновения сбоев в цифровых системах комбинацию исключают, поэтому она является нереализуемой. Полная таблица состояний 3.1 представляет собой табличное описание функционирования RS-триггера. Нереализуемая комбинация входных переменных дает два безразличных набора переменных , , , для которых значение функции не определено. Минимизировав функцию , получим характеристическое уравнение RS-триггера:

. (3.1)

Как видно из таблицы 3.1, при (режим хранения) состояние выхода триггера не изменяется: . Поэтому полную таблицу состояний путем объединения строк и исключения столбца можно преобразовать в более компактную форму (таблица 3.2). RS-триггеры могут быть асинхронными или синхронными, синхронизируемые уровнем либо фронтом синхросигнала.

---

Таблица 3.1 Таблица 3.2

0	0	0	0		0	0
0	0	1	1		0	1	1
0	1	0	1		1	0	0
0	1	1	1		1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0
1	1	1

JK-триггер характеризуется таблицей состояний 3.3. Он отличается от RS-триггера тем, что при поступлении на входы комбинации меняет состояние выхода на противоположное: . Таким образом, JK-триггер не имеет запрещенных комбинаций входных сигналов, которые следовало бы исключать при работе цифровых систем. Его характеристическое уравнение имеет вид

. (3.2)
Таблица 3.3

0	0
0	1	0
1	0	1
1	1

Так же как RS-триггер, JK-триггер может быть асинхронным, синхронизируемым уровнем или фронтом. На практике обычно используются JK-триггеры, синхронизируемые фронтом.

T-триггер, называемый часто счетным триггером

---

Смотрите также файлы

• 1. 2 Комплектация комплекса.docx

• Строение волоса, фазы роста. Медула.docx

• ыса мерзімді жоспар Сабаты таырыбы Магнит рісі.docx

• АТбе облысыны білім басармасы мм 2 психологиялыпедагогикалы Тзеу кабинеті кмм.docx

• Основы выставочного дела.doc