Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

RS – триггеры на логических элементах

Функционирование логических устройств последовательностного типа описывается таблицами переходов, которые отличаются от таблиц истинности тем, что в них учитываются только результативные переходы, когда изменение комбинации сигналов на входе приводит к изменению выходного состояния. Однако таблица переходов может быть сведена к таблице истинности, если состояние внутренних элементов памяти считать входными сигналами.

Полная таблица функционирования (таблица истинности) приведена на рисунке 42,а, в которой предыдущее состояние триггера до подачи входных сигналов является одним из входных сигналов. Выходное состояние триггера после подачи входных сигналов обозначено символом . Таблица переходов триггера приведена на рисунке 42,б.

Рисунок 42 Таблица истинности а) и таблица переключений RS – триггера

Таблица истинности позволяет применить рассмотренную выше методику синтеза логических устройств комбинационного типа для синтеза устройств последовательностного типа, в том числе и RS – триггеров.

Для минимизации структурной формулы RS - триггера заполним карту Карно, приведённую на рисунке 43,а.

Рисунок 43 Карты Карно для минимизации структурной формулы

RS – триггера

В соответствии с теорией минимизации неопределённых логических функций, для определения прямого значения функции неопределённые значения карты Карно «ф» (Рисунок 43,а) заменим «1» (Рисунок 43,б), а для определения инверсного значения – заменим «0» (Рисунок 43,в). Для получения функции минимизация производится по нулям.

Минимизированные значения функций и на элементах основного базиса имеют вид:

Рисунок 44 RS – триггеры: а), б) – на логических элементах ИЛИ-НЕ,

в), г) – на логических элементах И-НЕ.

Для реализации триггера на элементах ИЛИ-НЕ проинвертируем функцию : .

Структурная схема триггера, полученная в соответствии с этим выражением, приведена на рисунке 44,а. В структурной формуле установочные сигналы S и R представлены в прямом коде, следовательно исполнительными значениями сигналов являются уровни лог. «1», то есть триггер на элементах ИЛИ-НЕ имеет прямые статические входы.

Для реализации триггера на элементах И-НЕ дважды проинвертируем функцию :

Как следует из полученного выражения, исполнительными значениями сигналов здесь являются лог. «0», поэтому RS – триггер на элементах И-НЕ имеет инверсные статические входы. Структурная схема триггера и его УГО приведены на рисунках 44,в,г.

При разработке цифровых схем, в которые входят RS – триггеры, необходимо учитывать наличие запрещённого состояния входных сигналов для RS – триггеров на элементах ИЛИ-НЕ S=R=1, а для RS – триггеров на элементах И-НЕ Условие нормального функционирования для обоих схем RS – триггеров можно записать в следующем виде:

SR ≠ 1

Если в разрабатываемой схеме такое сочетание входных сигналов в принципе возможно, то эту ситуацию необходимо исключить путём включения во входную цепь дополнительных логических элементов, или использовать другие типы триггеров, не имеющих запрещённого состояния.

Рассмотренне RS – триггеры являются асинхронными поскольку управляющие сигналы воздействуют на триггер непосредственно с началом своего появления на их входах.

Синхронные RS – триггеры

В устройствах современной цифровой техники, для исключения опасных состязаний входных сигналов, срабатывание всех узлов и элементов в каждом такте должно происходить строго одновременно. Для достижения этой цели применяется жёсткая синхронизация с помощью специальных синхроимпульсов. Для работы в схемах с синхронизацией режима разработаны синхронные RS – триггеры

Рисунок 45 Синхронные RS – триггеры: - а) на элементах ИЛИ-НЕ,

- в) на элементах И-НЕ и их УГО б), и г).

Особенностью синхронного триггера является то, что ввиду наличия в схеме управления инвертирующих элементов, происходит изменение исполнительного значения управляющих сигналов по сравнению с асинхронными.

Синхронные RS – триггеры имеют три входа: S, R и С. Применение синхронизации не устраняет неопределённое состояние триггера, возникающее при одновременной подаче единичных сигналов на все три входа. Поэтому условием нормального функционирования является следующее неравенство:

SRC ≠ 1

Кроме трёх основных входов, синхронные RS – триггеры снабжаются ещё входами асинхронной установки состояния триггера – Ś и Ŕ. Они предназначены для подачи приоритетных сигналов установки триггера в исходное состояние (0 или 1) в начале цикла работы независимо от воздействия сигналов на входах S и R, то есть в обход схемы управления.

По своему воздействию на состояние триггера входы Ś и Ŕ являются самыми главными и поэтому на УГО отделяются от остальных сигналов горизонтальной линией.

RS – триггеры S, R и Е – типов

В отличие от обычных RS – триггеров у триггеров S, R и Е – типов комбинация сигналов S=R=1 не является запрещённой. При разнополярных сигналах алгоритм работы триггеров S, R и Е – типов такой же, как и у оычных RS – триггеров, но при S=R=1 триггер S – типа переключается в «1», триггер R – типа в «0», а триггер Е – типа не изменяет своего состояния (Рисунок 45).

Рисунок 46 RS – триггер Е – типа

Схема работает как обычный RS – триггер, но при подаче сигналов S=R=1 вентили D5 и D6 обеспечивают закрытое состояние элементов D1 и D2, поэтому выходное состояние триггера Q остаётся без изменения.

Если исключить из схемы Рисунок 46 элемент D6, то при подаче на вход сигналов S=R=1 блокируется только элемент D2, на выходе которого устанавливается «1», а на выходе D1 формируется «0». Эти сигналы устанавливают триггер в состояние Q=1, или подтверждают его, если до подачи сигналов S=R=1 триггер находился в состоянии Q=1. Такой триггер называется RS – триггером S – типа.

Если исключить из схемы Рисунок 46 элемент D5, оставив элемент D6, то при подаче на вход сигналов S=R=1 блокируется только элемент D1, поэтому триггер устанавливается в состояние Q=0 или подтверждают его, если до подачи сигналов S=R=1 триггер находился в состоянии Q=0. Такой триггер называется RS – триггером R – типа.

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 212223 24 25 26 Следующая ⇒