Цифровые и логические устройства, страница 11

С помощью универсальных JK-триггеров можно реализовать любой другой. Примеры приведены на рис. 8.30. Там же приведён пример реализации асинхронного Т-триггера на основе синхронного D-триггера.

Фактически, все хорошие триггеры имеют синхронизацию и асинхронные установочные входы R и S.

8.6.5. Счётчики.

Счётчики или делители частоты представляют устройства, имеющие N_с устойчивых состояний. Число N_с называют модулем счёта. В качестве примера рассмотрим последовательный счётчик, имеющий 8 устойчивых состояний. Он получается при последовательном включении трёх счётных триггеров, рис. 8.31. Этот счётчик делит частоту в 8 раз. Временные диаграммы, отражающие состояния триггеров, представлены на рис. 8.32. В исходном состоянии все сигналы . После восьмого импульса на входе все триггеры снова примут исходное состояние, и мы получим один импульс на выходе.

Если сделать цепочку из n триггеров, то получим   состояний. Легко уменьшить число состояний такого счётчика до заданного. Для этого надо поставить дешифратор, который определит нужное состояние триггеров, соответствующее заданному числу состояний, и осуществит сброс всех триггеров в исходное состояние. Например, нам нужно не 8, а только 5 состояний. Тогда дешифратор должен обнаружить такую комбинацию переменных: ;   (двоичное число 5). После этого он выдаёт сигнал  для сброса всех триггеров. Схема такого счётчика на 5 состояний представлена на рис. 8.33.

Таким образом можно сделать счётчик с любым числом состояний .

Приведём ещё пример кольцевого  счётчика на D-триггерах, рис. 8.34. Установим принудительно такое исходное состояние триггеров: . С приходом каждого тактирующего импульса эта единица будет продвигаться по цепочке триггеров, пока не окажется на последнем. Потом всё повторится. Число различных состояний счётчика равно числу триггеров (в данном примере ). Таблица состояний триггеров приведена справа. Для таких счётчиков нужны триггеры с динамическим управлением, поскольку все триггеры должны менять своё состояние одновременно.

Если сигнал на D вход первого триггера подать с инверсного выхода последнего, то мы получим счётчик Джонсона, имеющий 2n различных состояний.

8.6.6. Регистры.

Регистры представляют собой устройства для хранения и простой обработки информации. По способу приёма и выдачи информации регистры делятся на параллельные и последовательные.

При параллельном приёме информации она поступает сразу во все разряды. На каждый двоичный разряд нужен свой триггер. В качестве такового используется тактируемый RS-триггер или D-триггер, рис. 8.35. По разрешающему сигналу  будет запоминаться один разряд. Информация может быть прочитана с выхода триггера.

В последовательных регистрах, которые часто называют регистрами сдвига,  информация поступает на первый триггер, а затем продвигается по цепочке триггеров с каждым импульсом синхронизации, рис. 8.36. Для хранения n разрядов слова тоже нужно n триггеров. Обновление записи происходит последовательно. Считывать информацию можно как последовательно, так и параллельно с выходов триггеров.

В регистрах часто выполняются простые поразрядные операции логического сложения, умножения и др. Но при этом ячейки регистра должны быть более сложные.