ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Основные параметры ИМС КМОП
· повышенное выходное сопротивление (до 1 кОм); · значительный разброс всех параметров. Уровни выходных сигналов зависят от напряжения питания. Уровень логической «1» равен примерно 0,8Eпит, а уровень логического «0» — от 0,3 до 2,5В. Основные характеристики различных серий ИМС КМОП приведены в табл. 12.6. Совершенствование технологии ИМС КМОП привело в настоящее время к тому, что характеристики наиболее быстродействующих ИМС КМОП серии 54НС практически сравнялись с характеристиками ИМС ТТЛ серии SN74LS.
Лекция 13. Триггеры Основные сведения. Триггерами называют большой класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух или более устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. В отличие от комбинационных логических схем, триггеры — это логические устройства с памятью. Их выходные сигналы в общем случае зависят не только от сигналов, приложенных к входам в данный момент времени, но и от сигналов, воздействовавших на них ранее. В зависимости от свойств, числа и назначения входов триггеры можно разделить на несколько видов. Виды триггеров. Триггер Т (рис. 13.1) можно представить в общем случае как устройство, состоящее из ячейки памяти ЯП и логического устройства ЛУ управления, преобразующего входную информацию в комбинацию сигналов, под воздействием которых ЯП принимает одно из двух устойчивых состояний. Информационные сигналы поступают на входы А и В ЛУ и преобразуются в сигналы, поступающие на внутренние входы S' и R' ЯП. Процесс преобразования информационных сигналов осуществляется при воздействии сигналов, подаваемых на вход Т предустановки и вход С синхронизации. Вход Т обычно используется для разрешения приема информации, а исполнительный вход С обеспечивает тактируемый прием информации. В простейшем триггере ЛУ может отсутствовать, а информационные сигналы подаются непосредственно на входы S и R ЯП. При наличии входа С триггер называют синхронным, а при его отсутствии — асинхронным.
Изменение состояния асинхронного триггера происходит сразу же после соответствующего изменения потенциалов на его информационных входах А и В. В синхронном триггере изменение состояния может произойти только в момент присутствия соответствующего сигнала на входе С. Синхронизация может осуществляться импульсом (потенциалом) или фронтом (перепадом потенциала). В первом случае сигналы на информационных входах оказывают влияние на состояние триггера только при разрешающем потенциале на входе С. Во втором случае воздействие информационных сигналов проявляется только в момент изменения потенциала на входе С, т. е. при переходе его от 1 к 0 или от 0 к 1. Универсальные триггеры могут работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах. Основные типы триггеров в интегральном исполнении получили следующие названия: SR -триггер, JK -триггер, D -триггер, T -триггер. SR-триггер имеет два информационных входа S и R. Подача на вход S сигнала 1, а на вход R сигнала 0 устанавливает на выходе Q триггера сигнал 1. Наоборот, при сигналах S=0 и R = 1 сигнал на выходе триггера Q = 0. Функционирование SR-триггера определяется уравнениями: Qn = (S+`RQ)n -1; SR = 0. Для SR-триггера комбинация S= 1 и R= 1 является запрещенной. После такой комбинации информационных сигналов состояние триггера будет неопределенным: на его выходе Q может быть 0 или 1. Существуют разновидности SR-триггеров, называемые Е-, R- и.S-триггерами, для которых сочетание S=R= 1не является запрещенным. E-триггер при S=R = 1не изменяет своего состояния (Qn= Qn-1). S -триггер при S=R = 1 устанавливается в состояние Q= 1, а R-триггер в этом случае устанавливается в состояние Q = 0. SR -триггеры могут быть асинхронными или синхронными (в этом случае у них имеется вход С). JK-триггер имеет также два информационных входа J и К. Подобно SR-триггеру, в JK-триггере J и К — это входы установки выхода Q триггера в состояние 1 или 0. Однако, в отличие от SR-триггера, в JK-триггере наличие J=K=1 приводит к переходу выхода Q триггера в противоположное состояние. JK-триггеры синхронизируются только перепадом потенциала на входе С. Условие функционирования JK-триггера имеет вид: Qn=(JQ + KQ)n-1 D-триггер, или триггер задержки, при поступлении синхросигнала на вход С устанавливается в состояние, соответствующее потенциалу на входе D. Уравнение функционирования. D-триггера имеет вид: Qn =Dn-1 . Это уравнение показывает, что выходной сигнал Qn изменяется не сразу после изменения входного сигнала D, а только с приходом синхросигнала, т. е. с задержкой на один период импульсов синхронизации (Delay — задержка). Синхронизация D-триггера может осуществляться импульсом или фронтом. Т -триггер, или счетный триггер, изменяет состояние выхода по фронту импульса на входе С. Кроме синхровхода С T -триггер может иметь подготовительный вход Т. Сигнал на этом входе разрешает (при T=1) или запрещает (при T=0) срабатывание триггера от фронтов импульсов на входе С. Функционирование T-триггера определяется уравнением: Qn=(`QT+`QT)n-1. Из этого уравнения
Рис. 13.2. Асинхронный SR-триггер (а) и его условное схематическое обозначение (б)
следует, что при Т= 1 соответствующий фронт сигнала на входе С переводит триггер в противоположное состояние. Частота изменения потенциала на выходе T -триггера в два раза меньше частоты импульсов на входе С. Это свойство T -триггера позволяет строить на их основе двоичные счетчики. Поэтому эти триггеры и называют счетными. Счетный триггер без входа Т ведет себя так же, как и T -триггер при Т= 1. П ринципы построения триггеров. Простейший асинхронный SR -триггер состоит из двух ячеек И-НЕ (или ИЛИ-НЕ), замкнутых в кольцо (рис. 13.2a), и по существу представляет ЯП без дополнительного ЛУ. Аналогичный SR -триггер в интегральном исполнении изображен на рис. 13.2 б. Переключение SR -триггеров, изображенных на рис. 13.2, производится сигналом «0», подаваемым на входы S или R. Такие простейшие триггеры входят во все типы более сложных триггеров. Простейший синхронный SR-триггер содержит кроме ЯП еще ЛУ из двух ячеек И-НЕ (рис. 13.3 а). Аналогичный SR -триггер в интегральном исполнении изображен на рис. 13.3 б. Переключение SR -триггеров, изображенных на рис. 13.3,
Рис. 13.3. Синхронный SR -триггер (а) и его условное схематическое обозначение (б)
производится сигналом «1», подаваемым на входы S или R, или только при наличии синхросигнала С =1. JK-триггер выполняется по двухступенчатой структуре, состоящей из двух синхронных SR-триггеров и двух логических схем И-НЕ (рис. 13.4 а). Для этой схемы S 1 =JQ и R 1 = KQ. Если J = 1 и К= 0, то при Q = 0 получим S 1 = 1, и после окончания первого тактового импульса на входе С триггер установится в состояние Q= 1. Если J = 1 и К= 0, то при Q= 1 оба входных сигнала триггера первой ступени S 1и R 1будут равны «0» и, соответственно, весь двухступенчатый триггер не будет изменять своего состояния при приходе синхроимпульсов на вход С. Таким образом, при J= 1и К= 0выход триггера Qn=1, если Qn-1 = 0 или Qn-1= 1. Подобным же образом по отношению к состоянию Q = 0 действует сигнал К= 1при J =0. Если же J=K= 1, то получим S 1 = 1 и R l=0 при Q = 0 или S 1=0 и R l = l при Q =l. Вследствие этого при J=K= 1триггер переключится в противоположное состояние при соответствующем фронте сигнала на входе С. Аналогичный JK-триггер в интегральном исполнении показан на рис. 13.4 б. D -триггер состоит из ЯП и ЛУ на двух ячейках И-НЕ, включенных по схеме рис. 13.5 а. D -триггер, изображенный на рис. 13.5 a, устанавливается в состояние Q=D только при С =1. Аналогичный D -триггер в интегральном исполнении показан на рис. 13.5 б. D-триггер, тактируемый фронтом, построен на двух D -триггерах, тактируемых импульсом (рис. 13.6 а). На схеме рис. 13.6 а информационный вход D 2 соединен с выходом Q 1. Синхросигнал подается на обе ступени, но в триггере второй ступени он инвертируется. Благодаря этому при любом сигнале на входе С (С =0 или С = 1) один из двух триггеров не реагирует на сигнал, поступающий на его информационный вход. В результате как при С =0, так и при С = 1 изменение сигнала на входе D не приведет к непосредственному изменению выходного сигнала Q. И только в тот момент времени, когда потенциал С переходит из «1» в «0», возможно изменение сигнала Q. При С =1 триггер первой ступени воспринимает информацию со входа D. Когда же происходит изменение сигнала на входе С и он становится равным «0», производится прием информации триггером второй ступени с выхода триггера
Рис. 13.4. JK-триггер (а) и его условное схематическое обозначение (б) Рис. 13.5. D-триггер (а) и его условное схематическое обозначение (б) первой ступени. Переход сигнала на входе С из «1» в «0» отражен косой чертой (\) на входе С. Счетный T -триггер можно построить на JK -триггере или на D -триггере. Для построения T -триггера на JK -триггере нужно сделать входы J=K= 1(рис. 13.7 а). Тогда каждый импульс на входе С будет изменять состояние триггера на противоположное, т. е. он превратится в Т -триггер. Для построения счетного Т -триггера на D -триггере необходимо соединить его вход D с инверсным выходом Q, т.е. сделать D=Q (рис. 13.7 б). В такой схеме каждый переход 1/0 на входе С будет приводить к переходу триггера в противоположное состояние. Например, если Qn = 1, то Qn = Dn = 0, и поэтому очередной тактовый импульс переведет триггер в новое состояние, т. е. сделает Qn+1 = Dn = 0. Интегральные микросхемы триггеров. Промышленность выпускает большое количество интегральных микросхем триггеров, построенных на диодно-транзисторной логике (ДТЛ), транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ), эмиттерно-связанной логике (ЭСЛ), комплементарных полевых транзисторах (КМОП). В табл. 13.1 приведены основные типы триггеров различных серий интегральных микросхем. Условное обозначение интегральных микросхем триггеров состоит из обозначения серии (трех или четырех цифр), функционального назначения (двух букв) и порядкового номера разработки (от одной до трех цифр).
Рис. 13.6. D-триггер, тактируемый фронтом (а), и его условное схематическое обозначение (б)
Рис. 13.7. Счетный T-триггер на JK-триггере (а) и на D-триггере (б) Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|