Таблица функции выходов

Пусть в соответствии с заданием для синтеза регистра следует использовать RS-триггер. Можно применить ИМС 564ТР2. В одном корпусе микросхемы содержится четыре одинаковых независимых триггера (см. рис.3).

Рис.3. Микросхема 564ТР2 - четыре RS-триггера:

а - логическая структура одного триггера;

б - уловное изображение микросхемы на принципиальной электрической схеме

Эти триггеры выполнены на логических элементах ИЛИ-НЕ и являются асинхронными RS-триггерами с прямым управлением, т.е. переключаются сигналами логической единицы. В табл.5 описываются состояния, характеризующие работу триггера.

Таблица 5

Состояния RS-триггера с прямым управлением

Каждый триггер имеет два входа S и R и один выход Q (выходы к внешним выводам микросхемы не подключены). Характерной особенностью этой ИМС является наличие разрешающего входа V - общего для всех четырех триггеров. Когда на этом входе единичный сигнал - информация на выходах триггера присутствует, при логическом нуле - нет. Вход, по которому RS-триггер устанавливается в состояние 1, обозначается буквой S, а в состояние 0 - буквой R. Если на один из входов подать единичный сигнал, сохраняя нулевой на другом, триггер примет состояние, которое однозначно определяется входной информацией. При входных сигналах S=1, R=0 триггер принимает единичное состояние Q=1, =0, а при S=0, R=1 - нулевое: Q=0, =1.

При появлении управляющего сигнала на одном из входов происходит либо опрокидывание триггера, либо подтверждение существующего состояния, если оно совпадает с требуемым. Если одновременно подать переключающие сигналы на оба входа (S=R=1), на обоих выходах появятся логические нули (Q==0) и устройство утратит свойство триггера. Комбинацию S=R=1 называют неопределенной (Н/О). Переход от неопределенной комбинации к нейтральной (S=R=0) называют запрещенной комбинацией, так как состояние выходов при этом восстанавливается, но с равновероятностью оно может стать как единичным, так и нулевым. Это ведет к непредсказуемому поведению триггера.

Для синтеза ЦА необходимо применить синхронный (тактируемый) RS-триггер. Однако в известных сериях микросхем синхронные RS-триггеры как самостоятельные изделия отсутствуют.

Применение синхронного триггера позволяет увеличить помехоустойчивость схемы, т.е. исключить ложные срабатывания триггера из-за возможного возникновения состязания сигналов (гонок) или от помех. Опрокидывание синхронного триггера происходит только при участии тактовых импульсов, длительность которых гораздо меньше их периода. В остальное время на входные сигналы, равно как и помехи различного происхождения, триггер не реагирует.

Синхронный (тактируемый) RS-триггер получают из асинхронного RS-триггера путем подключения к его выводам схемы управления, состоящей из логических элементов И-НЕ (рис.4).

Рис.4. Логическая структурная схема синхронного RS-триггера со статическим управлением.

Полученный синхронный RS-триггер будет управляться следующим образом: переброс триггера осуществляется сигналами Sn=0, Rn=0 при С=0, т.е. нулевыми логическими уровнями. Он оказывается синхронным RS-триггером с инверсным управлением. Для реализации такого триггера совместно с микросхемой 564ТР2 следует применить две микросхемы 564ЛА7, каждая их которых содержит по четыре логических элемента 2 И-НЕ. На функциональной схеме синхронный RS-триггер с инверсным управлением обозначают согласно рис.5.

Рис.5. Синхронный RS-триггер с инверсным управлением

Для реализации синхронного RS-триггера с прямым управлением следовало бы совместно с микросхемой 564ТР2 применить микросхемы, содержащие двухвходовые элементы И. Однако в сериях микросхем К176, К561, К564 таких элементов нет, а применение подходящих других элементов из этих серий существенно усложнит принципиальную электрическую схему ЦА. Для синтеза ЦА целесообразно использовать синхронный RS-триггер с инверсным управлением, который может быть реализован из микросхем 564ТР2 и 564ЛА7.

Поэтому выполняют регистр на синхронных RS-триггерах с инверсным управлением, которые работают так, что:

1) Если такой триггер должен перейти из нуля в единицу, то к приходу тактового импульса на тактовый вход нужно обеспечить S=0, R=1.

2) Если триггер должен опрокинуться из единицы в нуль, следует к приходу тактового импульса установить S=1, R=0.

3) Если же требуется сохранить состояние триггера "единица", то необходимо к приходу тактового импульса установить S=X, R=1, т.е. сигнал на входе S может быть либо 0, либо 1 и не влияет на поведение триггера.

4) Если триггер должен остаться в состоянии "ноль", то нужно к приходу тактового импульса установить S=1, R=X, т.е. сигнал на входе R не влияет на поведение триггера.

Закон функционирования синхронного RS-триггера с инверсным управлением можно также представить в виде табл.6.

Таблица 6

Закон функционирования синхронного RS-триггера с инверсным управлением

Если учесть, что Qn+1 зависит только от Sn и Rn, то из табл.6 можно исключить столбец Qn и получить минимизированную табл.7.

Таблица 7

Состояния синхронного RS-триггера с инверсным управлением (минимизированная форма) при C=0

Страницы: 1, 2, 3