Синтез последовательностных устройств

СИНТЕЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫХ УСТРОЙСТВ.

Последовательностными называются цифровые логические устройства, выходное состояние которых определяется не только значением входных переменных на каком-либо такте работы, но и зависит от значений входных переменных и от входных состояний в течение ряда предыдущих тактов работы.

Примером широко распространенного типа таких устройств являются триггеры.

Триггер – это логическое устройство, имеющее два устойчивых состояния, и эти состояния определяются предыдущим состоянием и комбинацией управляющих входных сигналов. При отсутствии внешних воздействий триггер может сколь угодно долго находиться в одном из устойчивых состояний.

Количество входных управляющих сигналов, как правило, не превышает 3, а выходная переменная одна, представленная в прямом и инверсном виде.

Все триггеры могут быть разделены на два основных класса – синхронные и асинхронные.

Асинхронные триггеры меняют выходное состояние в соответствии с входными сигналами в момент их поступления на вход.

Синхронные (тактируемые) триггеры меняют выходное состояние в соответствии с входными сигналами, но лишь в момент поступления синхросигнала "С".

И те, и другие триггеры бывают одноступенчатыми и двухступенчатыми.

В двухступенчатых синхронных триггерах информация записывается поэтапно, вначале, по переднему фронту синхроимпульса, в первую ступень, затем, по заднему фронту – во вторую.

В двухступенчатых асинхронных триггерах информация записывается, так же, поэтапно, вначале, по переднему фронту управляющего сигнала, в первую ступень, затем, по заднему фронту – во вторую. Т.е. в двухступенчатых триггерах имеет место задержка между записью информации в первую ступень и между изменением выходного состояния второй ступени, равная длительности сигнального импульса. В синхронных триггерах эта задержка равна длительности синхроимпульса

Синхронные двухступенчатые триггеры можно разделить на два типа – синхронизируемые импульсами и синхронизируемые фронтами.

Синхронизируемые импульсами. Если во время действия синхроимпульса меняются управляющие входные сигналы, то обязательно меняются и состояние триггера.

Если триггер управляется фронтами, то все изменения входных переменных между передним и задним фронтами игнорируются, т.е. состояние триггера не меняется. Очевидно, что помехоустойчивость такого триггера выше.

Указание фронта (переднего или заднего), на котором происходит переключение триггера, на условном схемном обозначении выглядит следующим образом:

По функциональному признаку различают следующие типы:

1.  двухвходовые: RS, JK, E, R, S;

2.  одновходовые: D, T.

У всех типов триггеров могут присутствовать управляющий (разрешающий) вход V. При наличии на входе V логического нуля триггер не работает, при подаче на этот вход уровня логической единицы триггер работает.

Асинхронный RS-триггер.

Словесное описание работы сводится к следующему, RS-триггер устанавливается в единичное состояние при подаче 1 на вход S, не зависимо от сигнала на входе R. При подаче на вход R логической 1 выходное состояние триггера равно нулю, не зависимо от логического состояния на входе S. Кроме того, RS-триггер не допускает одновременной подачи на оба входа уровня логической 1, т.е. . Если же на обоих входах R и S присутствует состояние логического нуля, то триггер не изменяет своего состояния.

В соответствии с этим описанием таблица, отражающая функционирование триггера, которую называют таблицей переходов, выглядит следующим образом: