5.1.16
Триггерлер, дешифраторлар, есептегіштер, генераторлар
мен импульсті қалыптастырғыштар негізіндегі схемалар
Сандық құрылғылар логикалық элементтерге негізделген, сондықтан
олар логика алгебрасының заңдарына бағынады. Сандық технологияның
негізгі құрылғылары логикалық құрылғылармен қатар триггерлер болып
табылады.
Триггер (ағылш. trigger
-
триггер)
-
екі тұрақты күйі бар және сыртқы
импульстің әсерінен бір күйден екінші күйге секіруге қабілетті электрондық
құрылғы.
Триггерлер немесе дәлірек айтқанда триггер жүйелері екі тұрақты
күйдің бірінде ұзақ уақыт тұра алатын және оларды сыртқы сигналдардың
әсерінен ауыстыра алатын электронды құрылғылардың үлкен класы деп
аталады. Әр триггер күйі Шығыс кернеуінің мәні бойынша оңай танылады.
Триггердің әр күйі Шығыс кернеуінің белгілі бір (жоғары немесе төмен)
деңгейіне сәйкес келеді:
1) триггер бір күйге орнатылған
-
"1" деңгейі»;
2) триггер нөлге түсіріледі
-
шығу кезінде "0" деңгейі.
Тұрақты күй қалағаныңызша ұзақ уақытқа созылады және оны сыртқы
импульс немесе қуат кернеуінің өшуі арқылы өзгертуге болады. Т. о. триггер
-
бұл ең кіші бірлікті сақтауға қабілетті жад элементі ақпарат (бір бит) "0"
немесе "1".
228
Триггерлерді дискретті элементтерге, логикалық элементтерге, IMS
-
ге
салуға болады немесе IMS құрамына кіреді.
Триггерлердің негізгі түрлеріне мыналар жатады: RS
-, D-, T -
және JK
-
триггерлер. Сонымен қатар, триггерлер асинхронды және синхронды болып
бөлінеді. Асинхронды триггерлерде бір күйден екінші күйге ауысу
сигналдың ақпараттық кіріске түсуімен тікелей жүзеге асырылады. Цикл
триггерлерінде ақпараттық кірістерден басқа сағат импульстарының кірісі
бар. Оларды ауыстырып қосу рұқсат беретін, тактирлейтін импульс болған
кезде ғана жүргізіледі.
RS-
триггердің кемінде екі кірісі бар: S (set
–
орнату)
-
триггерді "1"
деңгей күйіне орнату және R (reset)
-
триггерді "0"деңгей күйіне қалпына
келтіру. (сур.5.60).
Кіріс болған кезде триггер синхронды болады
-
триггерді ауыстыру
(шығу күйінің өзгеруі) тек С кірісіне сағат (синхрондау) импульсі келген
кезде пайда болуы мүмкін.
Сур.5.60. RS
-
триггердің шартты
-
графикалық белгіленуі және
қорытындылардың мақсаты а) асинхронды, б) синхронды
Тікелей шығудан басқа, триггер кері шығуы мүмкін, оның сигналы
керісінше болады.
5-
кестеде триггер жұмыс барысында қабылдай алатын күйлер
көрсетілген. Кестеде S және R кіріс сигналдарының мәндері белгілі бір
уақытта tn және триггер күйі (тікелей шығу кезінде) келесі импульстар
келгеннен кейін tn+1 уақытының келесі сәтінде көрсетілген. Жаңа триггер
күйіне алдыңғы Qn күйі де әсер етеді.
Егер сіз " 1 " триггеріне жазуыңыз керек болса
-
s кірісіне импульс
беріңіз, Егер "0" болса
-
R кірісіне импульс беріңіз.
S = 1, R =1 комбинациясы
-
бұл тыйым салынған комбинация, өйткені
шығу кезінде қандай күй орнатылатындығын болжау мүмкін емес.
229
5-
кесте
-
синхронды RS
-
триггер күйінің кестесі
Алдыңғы TN күйі
t
n+1
Q
n
C)
S
R
Q
n+1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
0
Q
n
=0
0
0
1
0
Q
n
=0
0
1
1
1
X
Триггердің жұмысын уақыт диаграммалары арқылы да қарастыруға
болады (сурет.5.61).
Сур.5.61. Асинхронды RS триггерінің уақыт диаграммалары
D-
триггер (ағылш. delay кідірісі) бір ақпараттық кіріс және сағат
(синхрондау) кірісі бар (сурет.5.62).
D-
триггер шығуда Q сигналын есте сақтайды және сақтайды, ол С сағат
импульсі келген кезде d ақпараттық кірісінде болды.
Осылайша, триггер с=1 кезінде жазылған ақпаратты сақтайды.
6-
кесте
-d-
триггер күйінің кестесі
Алдыңғы TN күйі
t
n+1
Q
n
D
C)
Q
n+1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
Q
n
=0
Сур.5.62. D
-
триггер: а) шартты
-
графикалық белгілеу, б) жұмыстың
уақытша диаграммалары
230
T-
триггерлер (ағылш. tumble
-
құлату, құлату), сондай
-
ақ санау
триггерлері деп аталады, Т
-
ның бір ақпараттық кірісі бар. Т
-
кірістегі (санау
кірісі) әр импульс (импульстің төмендеуі) триггерді қарама
-
қарсы күйге
ауыстырады.
-
Сур.5.63 шартты
-
графикалық белгілеуді көрсету (А) Т
-
триггер және
жұмыстың уақыт диаграммалары (б).
Сур.5.63. T
-
триггер а) шартты
-
графикалық белгілеу, б) жұмыстың
уақытша диаграммалары в) күй кестесі
JK-
триггер (ағылш. jump
–
секіру, keer
-
ұстау) екі J және K ақпараттық
кірісі бар, ал С
-
тің тактілі кірісі бар, J және K тұжырымдарының мақсаты R
және S тұжырымдарының мақсатына ұқсас, бірақ триггерде тыйым салынған
комбинациялар жоқ. Егер J = K = 1 болса, ол оның күйін керісінше өзгертеді
(сурет.5.64).
Тиісті кірістер қосылған кезде триггер RS
-, D-, T-
триггерлерінің
функцияларын орындай алады, яғни.әмбебап триггер.
Сур.5.64. JK
-
триггер а) шартты
-
графикалық белгілеу, б) қысқартылған
күй кестесі
Импульстік есептегіш
-
кіріске берілген импульстар санын есептеуге
арналған электрондық құрылғы. Алынған импульстардың саны екілік сандар
жүйесінде көрсетіледі.
Импульстік есептегіштер
-
бұл регистрлердің бір түрі (санау регистрлері)
және сәйкесінше триггерлер мен логикалық элементтерге негізделген.
Есептегіштердің негізгі көрсеткіштері
-
k 2n санау коэффициенті
-
санауышпен санауға болатын импульстар саны. Мысалы, төрт триггерден
тұратын есептегіште ең жоғары санау коэффициенті 24=16 болуы мүмкін.
Төрт триггер санауышы үшін ең аз Шығыс коды
-
0000, максимум
-
1111, ал
КС = 10 шотының коэффициенті кезінде Шығыс шоты 1001 = 9 кодында
тоқтатылады.
231
-
Сур.5.65, ал төрт таңбалы санауыштың тізбегі тізбектей қосылған т
-
триггерлерде ұсынылған. Санау импульстері бірінші триггердің санау
кірісіне беріледі. Кейінгі триггерлердің есептік кірістері алдыңғы
триггерлердің шығуларымен байланысты.
Схеманың жұмысы суретте көрсетілген уақыт диаграммаларымен
суреттелген.5.65, б. оның төмендеуі бойынша бірінші есеп импульсі түскен
кезде бірінші триггер Q1 = 1 күйіне өтеді, яғни санауышта 0001 сандық коды
жазылады. Екінші санау импульсі аяқталғаннан кейін бірінші триггер "0"
күйіне ауысады, ал екіншісі "1"күйіне ауысады. Санауышта 0010 коды бар 2
саны жазылады.
Сур.5.65. Екілік төрт таңбалы санауыш: а) схема, б) шартты
-
графикалық
белгілеу, в) жұмыстың уақытша диаграммалары
Диаграммадан (сурет.5.68, б) мысалы, 5
-
ші импульстің төмендеуімен
санауышта 0101 коды жазылған, 9
-
шы
–
1001 және т.б. 15
-
ші импульстің
соңында есептегіштің барлық разрядтары "1" күйіне орнатылады, ал 16
-
шы
импульстің төмендеуімен барлық триггерлер нөлденеді, яғни. есептегіш
бастапқы күйге өтеді. Есептегішті мәжбүрлеп қалпына келтіру үшін
"қалпына келтіру"кірісі бар.
Екілік санауыштың есептеу коэффициенті ӨСК = 2n қатынасынан
табылған, мұндағы n
-
санауыштың биттерінің (триггерлерінің) саны.
Импульстар санын санау
-
ақпаратты сандық өңдеу құрылғыларындағы ең
көп таралған операция.
Екілік есептегіш жұмыс істеп тұрған кезде әр келесі триггердің
шығысындағы импульстердің жиілігі оның кіріс импульстарының жиілігімен
салыстырғанда екі есе азаяды (сурет.5.68, б). Сондықтан есептегіштер
жиілікті бөлгіш ретінде де қолданылады.
Шифратор (кодер деп те аталады) сигналды сандық кодқа, көбінесе
ондық сандарды екілік сандық жүйеге түрлендіреді.
Шифрде ондық сандармен дәйекті түрде нөмірленген m кірістері бар (0,
1,2,..., m-
1), және N шығу. Кіріс және шығыс саны 2n = m тәуелділігімен
232
анықталады (сурет.5.66, а). "CD" таңбасы ағылшын тіліндегі Coder сөзіне
кіретін әріптерден тұрады.
Кірістердің біріне сигнал беру кірістерде N
-
биттік екілік санның кіріс
нөміріне сәйкес келуіне әкеледі. Мысалы, 4
-
ші кірістегі импульсті беру
кезінде шығуларда 100 сандық коды пайда болады (сурет.5.66, а).
Екілік сандарды кіші ондық санға кері түрлендіру үшін декодерлер
қолданылады (декодерлер деп те аталады). Дешифратордың кірісі
(сурет.5.69., б) екілік сандарды беруге арналған, шығулар ондық сандармен
қатар нөмірленеді. Екілік санды енгізу кезінде белгілі бір шығуда сигнал
пайда болады, оның нөмірі кіріс санына сәйкес келеді. Мысалы, 110 кодын
беру кезінде сигнал 6
-
шы шығу кезінде пайда болады.
Сур.5.66. а) шифратордың УГО, б) декодердің УГО
Достарыңызбен бөлісу: |