 |
Структура нетактируемых триггеров
|
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «БОБРУЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Сообщение по «Электронно-вычислительная машина»:
«Триггеры, счётчики, регистры»
Подготовил(а)
Учащийся 16-п группы
Юрченко В. Д.
Проверила преподаватель:
Соловянчик Кристина Олеговна
Бобруйск 2017
Оглавление
Введение. 3
1. Триггеры.. 4
2. Счётчики. 8
3. Регистры.. 10
Введение
Элементы и узлы ЭВМ
Элемент ЭВМ – наименьшая конструктивная и функциональная часть ЭВМ, которая используется при её логическом проектировании и технологической реализации. По назначению они различаются на логические, запоминающие и вспомогательные.
Логические элементы реализуют логические операции и применяются как для построения сложных логических схем(узлов), так и для управления работой отдельных блоков и устройств ЭВМ.
Запоминающие элементы предназначены для хранения и выдачи двоичной информации.
Вспомогательные элементы используются чаще всего для энергического обеспечения и согласования работы различных блоков ЭВМ.
Рассмотрим принцип построения и функционирования элементов и узлов широко применяемых в ЭВМ.
Классификация элементов и узлов ЭВМ:
ЭВМ может быть представлена как совокупность узлов, а каждый узел - как совокупность элементов.
Элемент - это наименьшая функциональная часть, на которую может быть разбита ЭВМ при логическом проектировании и технической реализации.
По функциональному назначению элементы ЭВМ могут быть разделены на:
логические (реализующие одну из функций алгебры логики);
запоминающие (для хранения одноразрядного двоичного числа);
|
|
|
вспомогательные (для формирования и генерации импульсов, таймеры, элементы индикаторов, преобразователи уровней и т.п.).
По типу сигналов:
· аналоговые;
· цифровые.
По способу представления входных и выходных сигналов:
· потенциальные
· импульсные
· импульсно-потенциальные
·
Узел - совокупность элементов, которая реализует выполнение одной из машинных операций.
Различают два типа узлов ЭВМ:
комбинационные;
накапливающие (с памятью).
В свою очередь комбинационные узлы включают сумматоры, схемы сравнения, шифраторы, дешифраторы, мультипликаторы, программируемые логические матрицы и т.д.
В цифровых устройствах переменные и соответствующие им сигналы изменяются не непрерывно, а лишь в дискретные моменты времени. Временной интервал между соседними моментами времени называется тактом.
Информация в элементах ЭВМ может обрабатываться в последовательном или параллельном коде. При последовательном коде каждый временной такт предназначен для обработки одного разряда слова. При этом все разряды слова фиксируются по очереди одним и тем же элементом.
При параллельной обработке информации код слова развертывается не во времени, а в пространстве, т.к. значения всех разрядов обрабатываются одновременно за один такт.
Триггеры
Общие сведения
Триггер – Элементарный цифровой автомат с двумя устойчивыми состояниями. Он имеет два выхода, один из них называют прямым, а другой — инверсным. Состояние 0 на выход Q соответствует выключенному состоянию, а Q=1 – включённому.
В интервале между переключающими сигналами состояние триггера не меняется, т.е. триггер "запоминает" поступление сигналов, отражая это величиной потенциала на выходе. Это дает возможность использовать его как элемент памяти. Триггеры широко применяются при цифровой обработке информации.
Триггеры можно разделить на нетактируемые и тактируемые. Не тактируемый (асинхронный) триггер может менять свое состояние переключающими сигналами в любое время. Тактируемый (синхронный) триггер переключается синхронно с поступлением специального тактирующего импульса.
|
|
|
По способу организации логических связей, определяющие особенности функционирования, различают триггеры RS, T, D, JK. Из них JK триггер называется универсальным, так как из него можно получить все остальные виды триггеров.
| Триггеры |
| Нетактируемые RS - триггеры |
| Тактируемые триггеры |
| Одноступенчатые |
| Двухступенчатые |
| На элементах ИЛИ - НЕ |
| На элементах И - НЕ |
| Тактируемые RSC - триггеры |
| D - триггер |
| IK- триггеры |
| Счётный (T- триггер) |
Промышленность выпускает разнообразные типы триггеров в интегральном исполнении. Кроме того, они могут быть выполнены на цифровых интегральных микросхемах, операционных усилителях и на транзисторах.
Не тактируемые триггеры
На выходе элемента И-НЕ (ИЛИ-НЕ) имеется инвертор (усилитель). В структуре из двух таких элементов можно обеспечить положительную обратную связь, если вход одного элемента соединить с выходом другого, и баланс амплитуд. Такой структурой является RS-триггер. Он имеет два выхода: прямой (
) и инверсный (
) и два входа: S — установки прямого выхода в 1 (говорят: "установки триггера в 1") и R — установки триггера в 0. Такой триггер является асинхронным RS-триггером. Он применяется самостоятельно, а также в качестве запоминающей ячейки входит в состав более сложных интегральных триггеров.
Структура нетактируемых триггеров
| Рис. 1 |
Тактируемые триггеры
На входы логического элемента или устройства сигналы не всегда поступают одновременно, так как перед этим они могут проходить через разное число элементов, не обладающих к тому же одинаковой задержкой. Это явление описывают как состязания или гонки сигналов. В результате в течение некоторого времени на входах создается непредвиденная ситуация: новые значения одних сигналов сочетаются с предыдущими значениями других, что может привести к ложному срабатыванию элемента (устройства). Последствия гонок можно устранить временным стробированием, когда на элемент, кроме информационных сигналов, подаются тактирующие (синхронизирующие) импульсы, к моменту прихода которых информационные сигналы заведомо успевают установиться на входах.
|
|
|
Тактируемый триггер, кроме информационных входов, имеет синхронизирующий (тактирующий, тактовый) вход; сигналы на информационных входах воздействуют на такой триггер только с поступлением сигнала на синхронизирующий вход.
|
|
|
