Micro-Cap в схемотехнике. Касьянов А.Н. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

состояния схемы в предыдущий (предыдущие) моменты времени, т.е. от последовательности входных
сигналов, следовательно, данные схемы обладают памятью.
Простейшими типами последовательностных схем являются триггеры.
4.1 ТРИГГЕРЫ
Триггером (flip-flop) называют простейшую последовательностную логическую схему, имеющую
два устойчивых состояния, обозначаемые как "1" и "0", и сохраняющую эти состояния сколь угодно
долго.
Большинство триггеров имеют два выхода прямой Q и инверсный
Q
, т.е. Q = 1,
Q
= 0 или наоборот
Q = 0,
Q
= 1. Состояние триггера определяют по значению выхода Q – нулевое, когда Q = 0 и единичное,
если Q = 1.
Триггер изменяет свое состояние при некоторых сочетаниях входных сигналов (режим переключе-
ния) и сохраняет свое состояние при действии других сочетаний сигналов (режим хранения), т.е. обла-
дает памятью. Существует большое количество триггеров разного типа, построенных на элементах И-
НЕ, ИЛИ-НЕ, которые синтезируются как комбинационные логические схемы, а также триггеры в виде
интегральной микросхемы. По способу функционирования различают триггеры: RS – триггеры с раз-
дельной установкой; D – триггеры задержки; T – счетные триггеры; JK – универсальные триггеры.
Название триггеров определяются первыми буквами английских слов: set – установить, reset –
сбросить, toggle – релаксатор, delay – задержка, jerk – резко включить, kill – резко выключить. По спо-
собу синхронизации триггеры разделяются на асинхронные и синхронные или тактируемые.
Micro-Cap предоставляет пользователю примитивы следующих видов триггеров RS, D, и JK.
Рассмотрим пример синтеза отмеченных выше триггеров и временные диаграммы прямого и ин-
версного выходов.
Учитывая, что состояние последовательностной схемы зависит не только от состояния входных
сигналов, но и от состояния выходов схемы, в качестве входной переменной в таблице истинности не-
обходимо использовать значение выхода наряду с входными сигналами R и S сменить регистр для RS-
триггера. Составим табл. 4.1 переключения асинхронного RS-триггера.
Запрещенной является комбинация входных сигналов, вызы-
вающая неопределенное состояние триггера. Эта комбинация
может быть выражена условием R
t
S
t
= 0, т.е. нельзя одновременно
выполнить две противоречивые команды.
С целью получения минимальных сумм произведений мин-
термов, необходимо, чтобы количество конституент единицы в
таблице истинности было максимальным. Поэтому, карта Карно
составляется для Q
(t+1)
, с доопределенными единичными значе-
ниями Q
(t+1)
, соответствующими запрещенным комбинациям R
t
и
S
t
. Если в карте Карно объединить клетки с единичными значе-
ниями в группы (рис. 4.1, а), получается минимальная сумма
произведений минтермов, представляющая закон функциониро-
вания
RS-триггера, называемый характеристическим уравнением RS-триггера:
ttt
QRSQ ∨=
+1)(t
. R
t
S
t
= 0. (4.1)
Выбрав в качестве элементной базы
базис Шеффера (И-НЕ), функция (4.1),
используя закон отрицания (правило де
Моргана), преобразовывается к виду
t
t
tt
QRSQ =
+ )1(
,
1=∨
tt
SR
.
(4.2)
На рис. 4.2, а приведена схема
4.1 Таблица для асинхронного RS-триггера
Q
t
S
t
R
t
Q
t+1
Действие
0 0 0 0 Хранение 0
0 0 1 0 Подтверждение 0
0 1 0 1 Запись 1
0 1 1 × Запрещено
1 0 0 1 Хранение 1
1 0 1 0 Запись 1
1 1 0 1 Подтверждение 1
1 1 1 × Запрещено
Q
t
– предыдущее состояние триггера;
Q
t+1
– последующее состояние триггера;
× – запрещенное состояние неопределенно-
сти триггера
R
t
S
t
00 01 11 10
0
0111
Q
t
1
1111
Q
t+1
= R
t
Q
t
a)
R
t
S
t
00 01 11 10
0
0100
Q
t
1
1100
t
t
t
)1t(
SQRQ +=
+
б)
Рис. 4.1 Минимизирующие карты Карно для асинхронного
RS-триггера с инверсными a и прямыми б входами

Страницы