Файл: Electron_SE.pdf

186

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

t

 i

t

 i+1

J

 i

K

 i

Q

 i+1

1

0

1

0

1

0

0

0

Q

 i

1

1

Q

 i

T

C

J

K

à)

á)

Ðèñ. 7.9 – Óìîâíå ïîçíà÷åííÿ (à)

òà òàáëèöÿ ïåðåõîä³â (á) JK-òðèãåðà

7.3.3. Òðèãåð Ò-òèïó (Ò-òðèãåð)

Ò-òðèãåð (â³ä àíãë³éñüêîãî to toggle – ïåðåêèäàòèñü) ùå íàçèâàþòü

òðèãåðîì ïîä³ëþâà÷åì íà äâà àáî ë³÷èëüíèì òðèãåðîì (äèâ. ïï. 7.2).

Òðèãåð ìຠëèøå îäèí òàêòîâèé âõ³ä, à éîãî ñòàí çì³íþºòüñÿ íà ïðîòè-

ëåæíèé ³ç íàäõîäæåííÿì íà âõ³ä êîæíîãî ³ìïóëüñó. Öåé òðèãåð âèêî-

ðèñòîâóþòü äëÿ

ë³÷åííÿ  òà  ä³-

ëåííÿ  ÷àñòîòè

³ìïóëüñ³â.

Óìîâíå  ïî-

çíà÷åííÿ  òà  ÷à-

ñîâ³ ä³àãðàìè ðî-

áîòè Ò-òðèãåðà ç

³íâåðñíèì  ³ì-

ïóëüñíèì  âõî-

äîì íàâåäåí³ íà

ðèñ. 7.8.

7.3.4. JK-òðèãåð

Ñèíõðîííèé JK-òðèãåð ìàº

äâà ³íôîðìàö³éíèõ âõîäè J ³ K

òà òàêòîâèé Ñ. Óìîâíå ïîçíà-

÷åííÿ òà òàáëèöÿ ïåðåõîä³â JK-

òðèãåðà ç ïðÿìèì ³ìïóëüñíèì

òàêòîâèì  âõîäîì  íàâåäåí³  íà

ðèñ. 7.9.

JK-òðèãåð º óí³âåðñàëüíèì,

áî â³í ìîæå âèêîíóâàòè ðîëü

RS-òðèãåðà, ÿêùî âèêîðèñòîâó-

âàòè âõ³ä J ÿê S, à K ÿê R (ïðè

öüîìó òàáëèöÿ ïåðåõîä³â RS-òðèãåðà â³äïîâ³äຠïåðøèì òðüîì ðÿäêàì

òàáëèö³ ïåðåõîä³â JK-òðèãåðà). ßêùî çàäàòè îäèíèö³ íà îáîõ ³íôîðìà-

ö³éíèõ âõîäàõ, JK-òðèãåð ñòຠÒ-òðèãåðîì.  Ñõåìè âèêîðèñòàííÿ JK-

òðèãåðà ÿê T-òðèãåðà òà D-òðèãåðà çîáðàæåí³ íà ðèñ. 7.10.

2

T

T

;

2

f

f

âõ

âèõ

âõ

âèõ

=

=

è

Ñ

(

è

âõ

)

è

Q

(

è

âèõ

)

Ò

âõ

Ò

âèõ

t

t

T

C

Ðèñ. 7.8 – Óìîâíå ïîçíà÷åííÿ (à)

òà ÷àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè (á) Ò-òðèãåðà

187

7. ÒÐÈÃÅÐÈ

T

C

J

K

à)

C

T

C

J

K

á)

1

C

D

Ðèñ. 7.10 – Âèêîðèñòàííÿ JK-òðèãåðà ÿê T-òðèãåðà (à) òà D-òðèãåðà (á)

 Êîíòðîëüí³  çàïèòàííÿ

1. Ïîÿñí³òü,  ùî  òàêå  òðèãåðè  ³  äëÿ  ÷îãî  âîíè  ìîæóòü  áóòè  çà-

ñòîñîâàí³.

2. Íàâåä³òü  ñõåìó  òà  ïîÿñí³òü  ïðèíöè䳿  ñèìåòðè÷íîãî  òðèãå-

ðà  íà  á³ïîëÿðíèõ  òðàíçèñòîðàõ.

3. Íàçâ³òü  ³  ïîÿñí³òü  ñïîñîáè  çàïóñêó  ñèìåòðè÷íîãî  òðèãåðà  íà

á³ïîëÿðíèõ  òðàíçèñòîðàõ.

4. Íàâåä³òü  óçàãàëüíåíó  ñòðóêòóðíó  ñõåìó  òðèãåðà,  ïîáóäîâà-

íîãî  íà  ëîã³÷íèõ  åëåìåíòàõ.

5. Ïîÿñí³òü  ð³çíèöþ  ì³æ  àñèíõðîííèì  ³  ñèíõðîííèì  òðèãåðàìè.

6. Ïîÿñí³òü,  ÿê  îïèñóþòü  ðîáîòó  òðèãåð³â.  Íàâåä³òü  ïðèêëàäè.

7. Ïîÿñí³òü  çíà÷åííÿ  òåðì³í³â  «ïðÿìèé  âõ³ä»,  «³íâåðñíèé  âõ³ä»,

«ïîòåíö³àëüíèé  âõ³ä»,  «³ìïóëüñíèé  âõ³ä».

8. Íàâåä³òü  óìîâíå  ïîçíà÷åííÿ,  òàáëèö³  ïåðåõîä³â  ³  ñõåìè  RS-

òðèãåð³â  ³ç  ïðÿìèìè  é  ³íâåðñíèìè  âõîäàìè,  ïîáóäîâàíèõ  íà

ëîã³÷íèõ  åëåìåíòàõ.

9. Íàâåä³òü  ñõåìó  ³  ïîÿñí³òü  ðîáîòó  ñèíõðîííîãî  RS-òðèãåðà,

ïîáóäîâàíîãî  íà  ëîã³÷íèõ  åëåìåíòàõ  ²-Ͳ.

10. Íàâåä³òü  óìîâí³  ïîçíà÷åííÿ,  òàáëèö³  ïåðåõîä³â  òà  ïîÿñí³òü

ðîáîòó  D-òðèãåðà,  Ò-òðèãåðà,  JK-òðèãåðà.

11. Ïîÿñí³òü,  ÷îìó  JK-òðèãåð  ââàæàþòü  óí³âåðñàëüíèì.  Íàâåä³òü

òà  ïîÿñí³òü  ïðèêëàäè  éîãî  âèêîðèñòàííÿ  äëÿ  ïîáóäîâè  òðè-

ãåð³â  ³íøèõ  òèï³â.

188

ÐÎÇIJˠ8

ÖÈÔÐβ  Ì²ÊÐÎÅËÅÊÒÐÎÍͲ

ÏÐÈÑÒÐί

8.1. Ïîíÿòòÿ ïðî öèôðîâ³ ì³êðîåëåêòðîíí³ ïðèñòðî¿

Öèôðîâ³  ì³êðîåëåêòðîíí³  ïðèñòðî¿  ÿâëÿþòü  ñîáîþ  äèñêðåòí³

öèôðîâ³ àâòîìàòè, âèêîíàí³ íà ²ÌÑ ³ ïðèçíà÷åí³ äëÿ îáðîáêè ³íôîð-

ìàö³¿, ùî ïðåäñòàâëåíà ó âèãëÿä³ öèôðîâîãî êîäó. Âîíè âèêîðèñòîâó-

þòüñÿ äëÿ ñòâîðåííÿ öèôðîâèõ ³íôîðìàö³éíèõ, âèì³ðþâàëüíèõ ñèñòåì

òà ñèñòåì êåðóâàííÿ.

Óñ³ öèôðîâ³ ïðèñòðî¿ ïîä³ëÿþòüñÿ íà äâà âåëèêèõ êëàñè: êîìá³íàö³éí³

³ ïîñë³äîâí³ñí³.

Êîìá³íàö³éí³ ïðèñòðî¿ ðåàë³çóþòü ôóíêö³¿, ÿê³ çàëåæàòü ò³ëüêè â³ä

êîìá³íàö³¿ çì³ííèõ, ùî äî íèõ âõîäÿòü, ó äàíèé ìîìåíò ÷àñó ³ íå çàëå-

æàòü â³ä ñòàíó ïðèñòðîþ ó ïîïåðåäí³é ìîìåíò ÷àñó. Íàéïðîñò³øèìè

ïðèêëàäàìè òàêèõ ïðèñòðî¿â º ëîã³÷í³ åëåìåíòè (äèâ. ïï. 6.2).

Ïîñë³äîâí³ñí³  (â³ä  ñëîâà  «ïîñë³äîâí³ñòü»)  ïðèñòðî¿  ðåàë³çóþòü

ôóíêö³¿, ùî çàëåæàòü íå ò³ëüêè â³ä êîìá³íàö³¿ âõ³äíèõ çì³ííèõ ó äàíèé

ìîìåíò ÷àñó, à ùå é â³ä ñòàíó ïðèñòðîþ ó ïîïåðåäí³é ìîìåíò ÷àñó:

âîíè ìàþòü ïàì’ÿòü. Íàéïðîñò³øèìè ïðèêëàäàìè òàêèõ ïðèñòðî¿â º

òðèãåðè (äèâ. ðîçä³ë 7).

Îñíîâíèìè (íàéá³ëüø âæèâàíèìè) ì³êðîåëåêòðîííèìè öèôðîâèìè

ïðèñòðîÿìè º:

1) äåøèôðàòîðè;

2) ìóëüòèïëåêñîðè;

3) ë³÷èëüíèêè ³ìïóëüñ³â;

4) ðåã³ñòðè;

5) öèôðî-àíàëîãîâ³ òà àíàëîãî-öèôðîâ³ ïåðåòâîðþâà÷³.

Áóäóþòüñÿ ö³ ïðèñòðî¿ íà ëîã³÷íèõ åëåìåíòàõ ³ òðèãåðàõ.

8.2. Ðåàë³çàö³ÿ ñêëàäíèõ ëîã³÷íèõ ôóíêö³é

Ñêëàäí³ ëîã³÷í³ ôóíêö³¿ ðåàë³çóþòü íà ²ÌÑ ïðîñòèõ ëîã³÷íèõ åëåìåíò³â.

189

8. ÖÈÔÐβ Ì²ÊÐÎÅËÅÊÒÐÎÍͲ ÏÐÈÑÒÐί

̳í³ìàëüíèé íàá³ð ëîã³÷íèõ åëåìåíò³â, ùî ðåàë³çóþòü äåÿê³ ïðîñò³

ëîã³÷í³ ôóíêö³¿ ³ çà íàÿâíîñò³ íåîáìåæåíî¿ ê³ëüêîñò³ ÿêèõ ìîæíà ðåàë³-

çóâàòè íàñê³ëüêè çàâãîäíî ñêëàäíó ëîã³÷íó ôóíêö³þ, íàçèâàþòü ôóíê-

ö³îíàëüíî  ïîâíîþ  ñèñòåìîþ  ëîã³÷íèõ  åëåìåíò³â,  àáî  áàçèñîì.

Íàéá³ëüø â³äîìèìè ôóíêö³îíàëüíî ïîâíèìè ñèñòåìàìè º:

1) åëåìåíòè, ùî ðåàë³çóþòü ôóíêö³¿ àëãåáðè Áóëÿ – ², ÀÁÎ, Ͳ;

2) åëåìåíò, ùî ðåàë³çóº ôóíêö³þ øòðèõ Øåôôåðࠖ ²-Ͳ;

3) åëåìåíò, ùî ðåàë³çóº ôóíêö³þ ñòð³ëêà Ï³ðñࠖ ÀÁÎ-Ͳ.

ßêùî óâàæíî ïîäèâèìîñü íà òàáëèöþ ³ñòèííîñò³ ëîã³÷íèõ åëåìåíò³â

(äèâ. ðèñ. 6.2), òî ïîáà÷èìî, ùî, íàïðèêëàä, åëåìåíò ² äëÿ îäèíèöü º

åëåìåíòîì ÀÁΠäëÿ íóë³â. Òîáòî, ÿêùî äëÿ ïðÿìèõ çíà÷åíü

,

2

1

õ

õ

ó

⋅

=

òî äëÿ ³íâåðñíèõ                    

.

__

2

__

1

__

õ

õ

ó

+

=

(8.1)

Âèõîäÿ÷è ç ïðàâèë àëãåáðè ëîã³êè (äèâ. 6.18), äëÿ åëåìåíòà ²-Ͳ ìîæ-

íà çàïèñàòè

,

__

2

__

1

______

2

1

õ

õ

õ

õ

ó

+

=

⋅

=

                                        (8.2)

à äëÿ åëåìåíòà ÀÁÎ-Ͳ

,

__

2

__

1

______

2

1

õ

õ

õ

õ

ó

⋅

=

+

=

                                       (8.3)

ßêùî çàäàòè, íàïðèêëàä, â³äïîâ³äíî õ

2

=

1 àáî õ

2

=

0, òî ìàòèìåìî

,

1

__

1

_______

1

______

2

1

õ

õ

õ

õ

ó

=

⋅

=

⋅

=

                                   (8.4)

àáî

.

0

__

1

_______

1

______

2

1

õ

õ

õ

õ

ó

=

+

=

+

=

                                 (8.5)

Òîáòî, ìè ìîæåìî âèêîðèñòîâóâàòè áàãàòîâõîäîâ³ ëîã³÷í³ åëåìåíòè

ç ³íâåðñ³ºþ íà âèõîä³ ÿê ³íâåðòîðè, çàäàþ÷è íà âñ³õ, êð³ì îäíîãî âõîäàõ,

ñèãíàë 1 (const 1) àáî 0 (const 0).

ßêùî íà âñ³ âõîäè öèõ åëåìåíò³â ïîäàòè îäíó é òó æ çì³ííó, òàêîæ

ìàòèìåìî ³íâåðòîðè:

,

__

1

_______

1

1

õ

õ

õ

ó

=

⋅

=

.

__

1

________

1

1

õ

õ

õ

ó

=

+

=

                                             (8.6)

Ó ðàç³, ÿêùî ê³ëüêîñò³ âõîä³â êîíêðåòíîãî ëîã³÷íîãî åëåìåíòà íå âèñòà-

÷àº, ìîæíà â÷èíèòè òàêèì ÷èíîì. Íàïðèêëàä, ïîòð³áåí òðèâõîäîâèé

190

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

åëåìåíò, à ìàºìî ò³ëüêè äâîâõîäîâ³, òî òðèâõîäîâèé ìîæíà ðåàë³çóâàòè

íà îñíîâ³ íàñòóïíèõ ñï³ââ³äíîøåíü.

Îñê³ëüêè î÷åâèäíî, ùî

,

õ

õ =

                                                       (8.7)

òî                 

,

1

3

2

1

3

2

1

__

__________

3

2

1

õ

õ

õ

õ

õ

õ

õ

õ

õ

ó

⋅

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

⋅

⋅

=

(8.8)

àáî               

.

1

3

2

1

3

2

1

___

__________

3

2

1

õ

õ

õ

õ

õ

õ

õ

õ

õ

ó

+

+

+

=

+

+

=

+

+

=

(8.8)

Îòæå, ðåàë³çóâàòè òðèâõîäîâèé åëåìåíò ìîæíà íà òðüîõ äâîâõîäî-

âèõ, îäèí ç ÿêèõ ïîâèíåí ïðàöþâàòè ÿê ³íâåðòîð.

Ç íàâåäåíèõ ïðèêëàä³â âèäíî, ùî åëåìåíòè ²-Ͳ ÷è ÀÁÎ-Ͳ ä³éñíî

äîçâîëÿþòü ðåàë³çóâàòè ëîã³÷íó ôóíêö³þ áóäü-ÿêî¿ ñêëàäíîñò³.

Íåõàé òðåáà ðåàë³çóâàòè ôóíêö³þ

.

)

(

5

4

4

3

2

1

õ

õ

õ

õ

õ

õ

ó

+

+

⋅

+

+

=

                               (8.10)

Ó çàãàëüíîìó âèïàäêó öå ìîæíà çðîáèòè çà äîïîìîãîþ ñõåìè, íà-

âåäåíî¿ íà ðèñ. 8.1.

Äëÿ  çàáåçïå÷åííÿ  îòðè-

ìàííÿ ïðîñòî¿ (åêîíîì³÷íî¿ â

ðåàë³çàö³¿), øâèäêîä³þ÷î¿ ñõå-

ìè, ñêëàäí³ êîìá³íàö³éí³ ïðè-

ñòðî¿ ñïî÷àòêó îïèñóþòü çà

äîïîìîãîþ ëîã³÷íèõ ôóíêö³é

(ó âèãëÿä³ ìàòåìàòè÷íèõ ôîð-

ìóë àáî òàáëèöü ³ñòèííîñò³).

Ïîò³ì ö³ ôóíêö³¿ ì³í³ì³çóþòü

íà îñíîâ³ çàêîí³â àëãåáðè ëî-

ã³êè ç óðàõóâàííÿì ñïåöèô³êè

ñòàíäàðòíèõ  ²ÌÑ  ëîã³÷íèõ

åëåìåíò³â, ùî áóäóòü âèêîðèñòàí³ äëÿ ñõåìíî¿ ðåàë³çàö³¿. Öå ìîæíà

ðîáèòè ÿê âðó÷íó, ùî äîñèòü ñêëàäíî, òàê ³ ç âèêîðèñòàííÿì ñïåö³àëü-

íèõ ïðîãðàì íà ÅÎÌ.

Òàê, ÿêùî, íàïðèêëàä, âèðàç (8.10) íåîáõ³äíî ðåàë³çóâàòè íà äâîâõî-

äîâèõ åëåìåíòàõ ²-Ͳ, òî ñïî÷àòêó îòðèìàºìî åêâ³âàëåíòíèé ì³í³ìàëü-

íèé âèðàç ó áàçèñ³ ²-Ͳ:

1

õ

1

õ

2

õ

3

õ

4

õ

5

1

&

1

1

ó

Ðèñ. 8.1 – Ïðèêëàä ñõåìíî¿ ðåàë³çàö³¿

ëîã³÷íî¿ ôóíêö³¿