Материал: 2160

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Таблица 1.3

Таблица истинности базовых КЛУ

 

 

 

x1

x2

ИЛИ НЕ

И НЕ

x1 & x2

x1 x2

x1 x2

x1 x2

 

 

0

0

 

1

1

0

0

0

1

 

 

 

0

1

 

0

1

0

1

1

0

С

 

0

1

0

1

1

0

1

0

 

1

1

 

0

0

1

1

0

1

Предполож м, что до подачи этих сигналов выход Q 1. Тогда на входе н жнего элемента ИЛИ-НЕ (рис. 1.34,а) будут сигналы x1 Q 1 и x2 S 0. Тогда на выходе нижнего элемента ИЛИ-НЕ (см. табл. 1.3)

будет Q 0.

Входы

 

верхнего

элемента ИЛИ-НЕ при этом

будут

x1 R 0

x2

Q 0,

они дадут выход Q 1.

выход

Теперь

 

 

 

, что до подачи сигналов R S 0

предположим

 

 

 

 

 

 

 

Q 0. Тогда на входе нижнего элемента ИЛИ-НЕ (см. рис. 1.34,а) будут

сигналы

x1 Q 0

 

x2 S 0,

и, следовательно, на выходе нижнего

элемента ИЛИ-НЕ (см. та л. 1.3)

 

 

 

1. Входы верхнего элемента

 

Q

будет

 

 

 

 

 

 

 

x2 Q 1, и они дадут выход

ИЛИ-НЕ при этом

удут x1 R 0 и

 

Q 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, когда на входе такой схемы (см. рис. 1.34,а) логи-

ческие нули, она

не

меняет своего состояния (ее выходы остаются

прежними).

А

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

Пусть теперь R 0 и S 1. В этом случае на нижнем элементе

ИЛИ-НЕ x2 S 1 и независимо от значения x1

Q (см. табл. 1.3) его

выход

 

0. В этом случае верхний элемент

-НЕ будет иметь

Q

входы x1 R 0, x2 0 и даст на выходе Q 1 независимо от того, каким этот вход был раньше. Вход S означает – установить (англ. Set), при S 1 схема (см. рис. 1.34,а) устанавливается в состояние Q 1.

При R 1 и S 0 уже на выходе верхнегоЛИэлемента -НЕ будет логический нуль (Q 0) независимо от его прежнего значения, а

выход нижнего элемента при этом получит аналогичным образом противоположное значение (Q 1). Вход R означает переустановить (англ. Reset), при R 1 схема (см. рис. 1.34,а) устанавливается в состояние

Q 0.

41

Одновременная подача высоких уровней напряжения на оба входа данной схемы (R S 1) запрещена, так как в этом случае Q Q 0, что противоречит понятию прямого и инверсного выходов.

Рассмотренная выше схема (см. рис. 1.34,а) называется асинхронным RS-триггером. Его условное обозначение представлено на рис. 1.33,б.

RS-триггер можно собрать и на элементах И-НЕ (см. рис. 1.35,а).

Особенность его в том, что входы у него инверсные, это отражает его

условное обозначен е (см. рис. 1.35,б). Таблицы истинности RS-

триггеров с прямыми (R,S) и инверсными (

 

,

 

) входами имеют сле-

R

S

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дующ й в д:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СS R Q

Q

 

 

S

 

R

 

 

Q

 

 

Q

 

 

0

0

Q0

 

Q0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

1

 

 

0

1

 

1

0

 

 

,

1

0

1

0

 

 

1

0

 

0

1

 

 

 

1

1

 

 

 

 

1

1

 

Q0

 

 

 

 

 

 

Q0

 

лениеСинхронный). бАRS-триггер со статическим управлением можно получить из асинхронного RS-триггера с инверсными входами путем не-

где Q0,Q0 начальные значения выходов RS-триггера (до поступления на него данных входных сигналов); знак запрета.

В синхронном RS-триггере кроме наличия управляющих сигналов

R и S необходим также тактовый импульс Clock (динамическое управ-

ление) либо постоянный «разрешающий» уровень (статическое управ- Д

значительной модификации последнего (см. рис. 1.36,б). Условное обо-

значение такого триггера представлено на рис. 1.36,а. Условием четкой

 

 

 

 

 

И

работы такого синхронного RS-триггера является неизменность значе-

ний сигналов R и S во время действия сигнала синхронизации C.

S

T

Q

S

&

&

Q

C

 

 

 

 

 

 

R

 

Q

C

 

 

 

 

 

 

R

&

&

Q

 

а

 

 

 

б

 

Рис. 1.36. Синхронный RS-триггер на элементе И-НЕ: а – условное обозначение; б – схема

42

Логическая таблица истинности синхронного RS-триггера имеет

вид

C

S

R

Q

 

Q

0

 

 

Q0

 

 

 

 

Q0

1

0

0

Q0

 

 

 

Q0 .

1

0

1

0

1

 

 

1

1

0

1

0

 

 

1

1

1

 

 

 

 

Здесь прочерки « –» означают, что значения входов R и S могут

быть

, поскольку эти сигналы блокируются синхроимпульсом

С

любымиC 0.

JK-тр ггер

Добав м в схеме синхронного RS-триггера обратные связи с вы-

ходов на входы, как это показано на рис. 1.37,б.

R

T

 

 

 

J

Q

J

& qв &

Q

C

Q

 

 

 

K

C

 

 

S

 

Д

бАK & qн &

Q

 

а

 

б

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.37. JK-триггер на элементе И-НЕ:

 

 

 

 

И

 

а – условное обозначение; б – схема

 

Полученная таким образом схема называется JK-триггером. Его условное обозначение представлено на рис. 1.37,а. Чудеса обратной связи проявляют себя и здесь. Это уже более совершенный синхронный триггер. Его логическая таблица истинности будет иметь вид

C

J

K

 

Q

 

Q

0

 

 

Q0

 

 

 

 

Q0

1

0

0

Q0

 

 

 

Q0 .

1

0

1

0

 

1

 

 

1

1

0

1

 

0

 

 

1

1

1

 

 

 

Q0

Q0

43

Здесь полезно используется входная комбинация J K 1. При ней триггер опрокидывается – переходит в противоположное состояние (Q Q0,Q Q0), а при остальных входных ситуациях он ведет себя также, как и синхронный RS-триггер.

Например, при входах J K 0 на выходах элементов с входами J и K будут единицы (qв qн 1), которые поступят в качестве входов на схему, соответствующую схеме асинхронного RS-триггера на И-НЕ элементе (рис. 1.35,а), и по таблице истинности для данной схемы (с

учетом, что qв

S,qн R ) на выходе схемы будет Q Q0 и Q Q0.

 

При J K на одном из элементов И-НЕ с тремя входами все три

триггера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

входа будут

меть значение 1, этот элемент и определит состояние

С. Доказывается это утверждение следующим образом.

 

 

Из J K

 

следует K J

. Поскольку тактирующий вход C при

рассмотрен

одного такта роли не играет, то его можно отбросить. То-

гда

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qв J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0 ,

 

 

 

 

 

 

(1.27)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0 J &Q0 J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qн J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0 J

 

&Q0 J Q0.

 

 

 

 

 

 

(1.28)

 

Из (1.27)

 

при входе J 1

вывод qв Q0 , а прямой выход JK-

триггера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

Q0

qв Q0 &qв

Q0 qв Q0

 

Q0

1,

(1.29)

 

Если

теперь K 1, а следовательно, J 0,

то

из (1.28)

вывод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qн Q0, а инверсный выход JK-триггера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0

 

qн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0 1.

(1.30)

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0 &qн

 

 

 

 

 

 

Q

 

Q0

q

н Q0

 

Таким образом, в данном триггере вход J

действует как вход S в

синхронном RS-триггере, а вход K – как вход R.

сключением из это-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

го правила является лишь комбинация входов J K 1. В этом случае

при Q0 1 все входы будут равны единице на нижнем элементе

-НЕ.

Поэтому qн

0, и далее по схеме (рис. 1.37,б)

Q

1, Q 0. При Q0 0

все входы будут равны единице на верхнем элементе

-НЕ, что повле-

чет за собой цепочку qв 0 Q 1 Q 0. При этом данная смена состояния триггера на противоположное будет происходить лишь в тот момент, когда C 1.

Входы R и S в JK-триггере используются лишь как установочные, позволяющие установить начальное состояние триггера перед его началом работы. Условное обозначение JK-триггера представлено на рис. 1.37,а.

44

D-триггер

Данный триггер имеет всего один информационный вход D при разрешающем сигнале C 1 (при C 0 вход D блокируется). Условное обозначение и одна из возможных схем его реализации представлены на рис. 1.38.

С

 

 

 

 

Q

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

D

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

C

 

 

 

 

 

& qн

 

&

 

 

 

 

Q б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р с. 1.38. D-триггер на элементе И-НЕ:

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– условное обозначение; б – схема

 

 

 

 

Лог ческая та

 

 

 

 

 

истинности D-триггера имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

D

 

Q

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

Q0

 

 

 

Q0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При C 0 выводы qв

qн 1. Эти выводы поступают в качестве

 

 

 

Д

 

входов на схему, соответствующую асинхронному RS-триггеру на эле-

менте И-НЕ (рис. 1.35,а), и по таблице истинности этого RS-триггера

выходы D-триггера остаются прежними. При C 1 схема будет реаги-

ровать на

сигнал D. Сигнал D = 0

вызовет в этой

схеме

цепочку

qв 1 qн

0 Q 1 Q

 

И

0, а при сигнале D = 1 процесс изменений

значений

выводов

в

данном

триггере

будет

таким:

qв 0 Q 1 qн 1 Q 0.

T-триггер

T-триггер, или счетный триггер, имеет один информационный вход T. При смене значения сигнала T происходит смена его состояния. Это единственный вид триггера, текущее состояние которого определяется не информацией на входах, а состоянием в предыдущем такте.

Принцип построения счетного триггера основан на введении обратных связей. Например, синхронный RS-триггер (рис. 1.36,б) может быть легко преобразован в T-триггер с помощью добавления двух обратных связей. Выход Q синхронного RS-триггера соединим с входом R, а выход Q – с входом S. (см. рис. 1.39). Здесь пунктирными линиями

45

Источник: https://studfile.net/preview/16408217/