Селиванов П. В., Тастембеков Т. А. Аналогты және санды электрондық Қондырғылар
жүктеу/скачать 5,45 Mb.
|
Мет2
- Бұл бет үшін навигация:
- 7 ТРИГГЕРЛЕРДІ ЗЕРТТЕУ
| 6.5 Бақылау сұрақтары
6.5.1 Дешифратордың жұмыс істеу принципін түсіндіріңіздер. 6.5.2 Дешифратордағы рұқсат кірісі қандай функция атқарады? 6.5.3 Демультиплексордың жұмыс істеу принципін түсіндіріңіздер. 6.5.4 Егер, дешифраторда: рұқсат кірісі бар, рұқсат кірісі жоқ болса, n кірісті дешифраторды, қажет болса, косымша ЛЭ-ді пайдаланып кіріс саны берілген (n-нан көп) дешифраторды жасаңыздар. 6.5.5 Адрестік кірістер саны n демультиплексорды пайдаланып, берілген адрестік кірістері n-нан көп демультиплексорды жасаңыздар. 6.5.6 Кіріс сигналдары берілген дешифратордың шығыс сигналдары мәндерін анықтаңыздар. 6.5.7 Шығыс сигналдары берілген дешифратордың кіріс сигналдары мәндерін анықтаңыздар. 6.5.8 Қандай схема код түрлендіргіш деп аталады және оны қалай жобалайды? 6.5.9 Берілген код түрлендіргіш схемасын жобалаңыздар. 6.5.10 Кіріс сигналдары берілген демультиплексордың шығыс сигналдары мәндерін анықтаңыздар. 7 ТРИГГЕРЛЕРДІ ЗЕРТТЕУ№4 Зертханалық жұмыс7.1 Жұмыстың мақсаты Әртүрлі триггерлердің жұмыстарын оқу және оларды синтездеу дағдыларын қалыптастыру. 7.2 Қысқаша теориялық мәліметтер Триггер деп, екі орнықты күйі бар және ол осы күйлердің біреуінде берілген уақытта бола алатын логикалық схеманы айтады. Триггердің күйі бірлік немесе нөлдік деп анықталады. Триггерлер тіркестілікті (последовательностные) немесе цифрлық (сандық) автоматтар деп аталатын логикалық схемалар тобына жатады. Мұндай схемаларда шығыс сигналдардың мәндері кіріс сигналдардың комбинациясына ғана емес, осы комбинациялардың өзгеру тәртібіне де байланысты болады. Бұл тіркестілікті схемалар жадылы (память) болатындығын көрсетеді.Сонымен қатар, мұндай схемаларда шығыс сигналдардың мәндері, кіріс сигналдардың комбинациясымен және кіріс сигналдарының өзгеруінің алдындағы шығыс сигналдарының мәндерімен анықталады. Логикалық схеманың кіріс сигналға реакциясы сипаты бойынша олар асинхронды және синхронды деп екіге бөлінеді. Асинхронды схемаларда шығыс сигналдар, кіріс сигналдар өзгергенде бірден өзгереді (ішкі кешігуден кейін). Синхронды логикалық схемаларда шығыс сигналдардың өзгеруі синхронизация кірісі немесе тактылық деп аталатын қосымша кіріс күйімен байланысты. Бұл кірістегі сигнал ақпаратты қабылдау кезеңін (моментін) анықтайды. Осы сигналдың қай параметрі шығыстағы ақпараттың өзгеруіне ықпалдайды, соған қатысты синхронды схемалар статикалық және динамикалық деп айырықшаланады. Статикалық схемалар синхронизациялаушы кірісте актив деңгейлі сигнал бар кезде асинхронды функционалдайды (жұмыс істейді). Сигнал актив деңгейден актив емес деңгейге ауысқанда, осы кездегі шығыстағы ақпарат жадыда қалып, синхронизациялаушы кірісте актив деңгей байқалғанға дейін сақталады. Осындай схемаларды синхронизациялаушы кірісте актив деңгей бар кезеңде олар “мөлдір” деп атайды. Динамикалық схемалар синхронизациялаушы кірістегі сигналдың кез келген мәнінде “мөлдір емес”. Олардың шығыстарындағы сигнал тек осы кірістегі сигнал төменгі деңгейден жоғарғы деңгейге ауысқанда (0,1-теріс ауысу), немесе жоғарғы деңгейден төменгі деңгейге ауысқанда (1,0-оң ауысу) өзгере алады. Триггерлер қарапайым тіркестілікті схемалар болып табылады. Олардың шығыстары (басқа тіркестілікті схемалар секілді) Q әрпімен таңбаланады. Жалпы жағдайда триггерлердің екі шығысы: тура Q инверс шығысы болады. Осы шығыстардағы сигналдар өзара қарама - қарсы. Теңдеулер мен ақпарат кестелерінде шығыс күйін кіріс сигнал өзгерер алдындағы кезеңде (синхронизациялаушы кірісте де) Q-мен, ал кірістердің біріндегі сигнал өзгергеннен кейін, Q+ әрпімен таңбалайды. 7.1 а)- сурет 7.1 б)-сурет 7.1 в)-сурет Схемалық орындалуы тұрғыдан ең қарапайым триггер – асинхронды RS триггер болып табылады. Оның екі ақпараттық кірісі бар: бірді тұрғызу – S, және нөлді тұрғызу –R(түсіру). Мұндай триггердің жұмыс алгоритмі 7.1 а) - суретте ықшамдалған ақпарат кестемен берілген. Ақпаратты сақтау режимін S=0, R=0 комбинациясы анықтайды (шағылдырады). Триггердің R=1, S=1 комбинациясы жұмыс емес күйі (тыйым салынған) болады, өйткені, триггер осы комбинациядан кейін, сақтау режимінде бірдей ықтималдылықта не 1 күйде, не 0 күйде болуы мүмкін. Ол қай кіріс «қудаулауды» жеңіп алады, соған тәуелді. Сондықтан, мұндай схемаларда кіріске осындай комбинацияны бермеуге алдын-ала шаралар қолдану қажет (мысалы, қысқа ақпараттық импульстар қалыптастыру керек). Толық ақпарат кестесі бойынша RS-триггердің теңдеуін құрауға болады. Ықшамдалғаннан соң, ол ЖӘНЕ-ТЕРІСТЕУ базисінде төмендегідей: 7.1) Осы (7.1) теңдеуі бойынша құрастырылған схема 7.1 б)-суретте көрсетілген. Егер, бұл схемадан инверторларды алып тастаса, онда оны реализациялау үшін бар–жоғы екі 2ЖӘНЕ-ТЕРІСТЕУ ЛЭ керек. Алынған триггер инверсті басқарылатын болады, оның ақпараттық сигналдары 7.1 а) -суреттегі кестедегі мәндерге қарама-қарсы. Тура басқарылатын триггерді де осы секілді, 2НЕМЕСЕ-ТЕРІСТЕУ элементтерін пайдаланып екі ЛЭ-те жасауға болады. Асинхронды RS- триггерлері жинақ түрінде шығарылады, бірақ оларды көбінесе дербес элементтерден жинайды. Түрлері көп күрделі триггерлер осы RS-триггерлер негізінде жасалады. Ол үшін түпнұсқа жады ұяшығы деп аталатын RS-триггеріне басқару схемасы мен қосымша RS-триггерлер қосады. Мұндай триггерлердің кірістерін оларға түсетін сигналдардың рөліне қарай үш топқа бөлуге болады. Ақпараттық кірістер триггерге жазылатын ақпаратты анықтайды. Синхронизациялаушы кірістер ақпаратты қабылдау және жазу кезеңін тағайындайды (оларды көбінесе “C” әрпімен таңбалайды). Басқарушы кірістер көмекші функцияларды атқарады: жұмысқа рұқсат, алдын-ала орнату, жоғары омды күйге көшіру, және т.т. Осындай бөлшектеулер басқа да тіркестілікті схемаларда да жаймаланады (қолданылады). Синхронизациядаушы және басқарушы кірістер болмауы да мүмкін. Асинхронды RS-триггерді 7.1 в) - суреттегі инверторлардың орнына, 2ЖӘНЕ-ТЕРІСТЕУ ЛЭ-ін пайдаланып, оңай синхронды статикалық триггерге айналдыруға болады. Жоғарғы деңгейдегі сигнал “C” кірісінде болғанда, 2ЖӘНЕ-ТЕРІСТЕУ элементтері ашық және триггер асинхронды жұмыс істейді. Ал, “C” кірісі төменгі деңгейде болғанда, 2ЖӘНЕ-ТЕРІСТЕУ элементтері жабық, сондықтан ақпараттық сигналдар шығысқа ықпал жасай алмайды. Синхронды JK-триггердің RS-триггерден өзгешелігі, онда тыйым салынған комбинация болмайды. Оның жұмыс алгоритмі қарапайымдатылған ақиқат кестемен 7.2 а) - суретте көрсетілген. 7.2-сурет а) 7.2-сурет б) Бұл триггердің J- (1 орнату), K- (0 орнату), С- (синхронизациялаушы), басқарушы асинхронды R және S кірістері бар. Осындай триггердің шартты таңбалануы 7.2-суретте б) көрсетілген. Триггер 1,0 ауысуы бойынша жұмыс істейді. Егер, J=1 және K=1 болса, шығыстағы ақпарат қарама - қарсыға ауысады. Осы JK-триггерін сипаттайтын теңдеу: Q+ = (7.2) Осы триггер негізінде көптеген әртүрлі триггерлер жасауға болады, сондықтан оны универсал (әмбебап) триггер деп атайды. Мысалы, J,K,C кірістеріне 0 беріп, ал R және S кірістерін ақпаратық есебінде пайдаланып, асинхронды RS-триггерін аламыз. Жинақ түрде тек динамикалық JK-триггерлер шығарылады. Синхронды триггерлердің басқа типі - D-триггерлер кең қолданылады. Оның екі кірісі - ақпараттық D және синхронизациялаушы С кірістері бар. 7.3 а) -сурет 7.3 б)-сурет 7.3 в)-сурет Статикалық D-триггер төмендегі алгоритм бойынша функциялайды. Синхронизациялаушы C кірісте актив деңгей болғанда (көбінесе ол жоғарғы деңгей) D кірістегі ақпарат шығысқа беріледі. Ал, синхронизациялаушы кірісте актив емес деңгейде, ақпарат сигнал өзгергенімен, шығыс өзгеріссіз қалады. Шығыста, синхронихациялаушы кірістегі сигнал актив деңгейден актив емес деңгейге ауысқан кездегі, D кірістегі ақпарат сақталады. Мұндай триггердің шартты таңбалануы 7.3 а)- суретте көрсетілген. Ол жинақ түрінде шығарылады. Әдебиеттерде оны кейде “тиек”(защелка) деп атайды. D-триггердің басқа бір түрі - динамакалық D-триггер. Оның алгоритмі төмендегідей. Синхронизациялаушы С кіріісте теріс (оң) ауысу болған кезде D ақпараттық кірістегі сигнал шығысқа жазылып, келесі теріс (оң) ауысуға дейін сақталады. Ауысудың таңбасы ішкі схемаға тәуелді және ол триггердің сипаттамасы мен оның шартты белгіленуінде көрсетіледі. Динамикалық D-триггердің жұмыс теңдеуі Q+ = D (7.3 ) D-триггерді JK-триггер негізінде жасауға болады. Ол үшін болу керек. Егер, осыны (7.2) теңдеуіне қойсақ, (7.3) өрнегін аламыз. Cхемалық шешімі 7.3 в)- суретте келтірілінген. Динамикалық D-триггерлер интегралдық (жинақ) түрінде шығарылады. Мысал ретінде К155ТМ2 айтуға болады. Онда, 0,1 ауысуымен басқарылатын, екі тәуелсіз D-триггер бар. Олардың әрқайсысының асинхронды инверсті S және R орнату кірістері бар, олар басқа кірістерге қарағанда, приоритетті (басыңқы). 7.4 а)-сурет 7.4 б)-сурет 7.4 в)-сурет Жиілік бөлгіштер мен санауыштарда Т-триггерлер қолданылады. Жинақ түрінде олар жасалынбайды, өйткені олар JK-және D-триггерлерден оңай жасалынады. Егер, (7.2) теңдеуіне J=K=T қойсақ, (7.4) өрнегін аламыз, ол Т-триггердің жұмысын суреттейді. Оның ақпарат кірісі біріккен J және K болады, оны Т әрпімен белгілейді. Т-триггерлердің синхронды және асинхронды түрлері болады. Синхронды Т-триггердің жұмыс алгоритмі. Егер, синхронизациялаушы кірісте 1,0 ауысуы (0,1) кезінде Т ақпарат кірісте жоғарғы деңгей болса, шығыс сигнал өзінің деңгейін қарама-қарсыға ауыстырады, ал ақпарат кірісте төменгі деңгей болса, шығыс сигнал өзгеріссіз қалады. Синхронды Т-триггердің JK-триггер негізіндегі реализациялануы 7.4 а) - суретте көрсетілген. Асинхронды Т-триггерде Т әрпімен таңбаланған, бір ғана кірісі бар. Триггерді “санаушы” деп те айтады. Ол төмендегі тәртіппен жұмыс істейді. Ауыстырып қосушы Т-кірісте 1,0 (0,1) ауысуы байқалғанда, шығыстағы сигнал қарама-қарсыға ауысады. Асинхронды Т-триггерді J және K кірістеріне бір беріп, ал синхронизациялаушы С кірісті ақпараттық Т-кіріс деп есептей отыра, JK-триггерден жасауға болады. Онда, 7.4 б) - суреттегі схема пайда болады. Асинхронды Т-триггерді динамикалық D-триггердің шығысын D кірісімен жалғап, ал С кіріске ақпаратты беріп, жасап алуға болады. Осындай триггердің схемасы 7.4 в) - суретте келтірілген. Асинхронды триггердің теңдеуін J=K=1 деп, (7.2) өрнектен, немесе D = деп, (7.3) өрнектен алуға болады. Екі жағдайда да оның түрі төмендегідей: . Қарастырылған триггерлердің ішіндегілерінің ең жылдам жұмыс істейтіні асинхронды RS-триггері болып табылады. Синхронды RS- және D-триггерлер оған қарағанда баяулау, өйткені, сигнал көп элементтер арқылы өтеді. Ең баяу жұмыс істейтіндері – динамикалық JK-және D-триггерлер. Бірақ асинхронды триггерлердің бір үлкен кемшіліктері бар – “қудалаудан” еркін емес және кедергіге тұрақтылығы (помехоустойчивость) төмен. Бұл тұрғыдан динамикалық JK-триггерлері артықшылықты, өйткені, оларда шатасу (сбой) тек ауыстырып қосу ауысуында ғана, болуы мүмкін. Статикалық триггерлерде кедергі кірістен шығысқа, тек синхронизациялаушы кірісте сигнал деңгейі актив кезде ғана, өте алады. Кейбір 1,0 ауысуымен іске қосылатын динамикалық триггерлерде, С кірісінде бірлік деңгейдегі сигнал кезінде, белгілі бір жағдайларда, кедергілер шығысқа өте алады немесе кіріс тізбектерде жадыланады (запоминается), ал С кірісінде ауысу болғанда, шығыс сигналға ықпалын тигізеді. Сондықтан, мұндай триггерлерде синхронизациялаушы кірісте бірлік деңгейдегі сигнал кезінде ақпараттық кірістердегі сигналдарды өзгертуге тыйым салынады. Триггерлер, цифрлық схемаларда, дербес элементтер түрінде, логикалық схемалардан алынған сигналдарды сақтау үшін қолданылады. Олар кез келген цифрлық автоматарға құранды бөлігі ретінде кіреді. Олардың негізінде көптеген типті (санауыштар, жиілік бөлгіштер, регистрлер, импульс қалыптастырғыштар, т.с.с.) және типті емес функционалдық тетіктер (узлы) жасайды. жүктеу/скачать 5,45 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|