Цифровая схемотехника. Потенциальный и динамический D триггеры. T и JK триггеры

Содержание

Слайд 2

Тактируемый RS триггер Управление по двум портам R и S. Разрешение

Тактируемый RS триггер

Управление по двум портам R и S.
Разрешение операции по

C

Clocked SR Latch

Слайд 3

Потенциальный D триггер Сделать очень просто Надо связать порты R и

Потенциальный D триггер

Сделать очень просто

Надо связать порты R и S стробируемого

RS триггера через инвертор

D-Type Latch

Триггер для запоминания (защелкивания) состояния одной линии.

=

Слайд 4

Потенциальный D триггер. Временная диаграмма. Запись 0 Запись 1 Хранение Прозрачность.

Потенциальный D триггер. Временная диаграмма.

Запись 0

Запись 1

Хранение

Прозрачность.
(Transparent )
Информация со входа D
напрямую

передается на выход

Хранение

В триггере запоминается состояние входа D на момент прихода среза стробирующего импульса.

Слайд 5

Сквозняк Тоже дует Потенциальный D триггер. Прозрачность.

Сквозняк

Тоже дует

Потенциальный D триггер. Прозрачность.

Слайд 6

Борьба со сквозняками Если двери не открывать одновременно сквозняков не будет

Борьба со сквозняками

Если двери не открывать одновременно сквозняков не будет

Слайд 7

Динамический D триггер. Временная диаграмма. Запись Запись Хранение Хранение D-Type Flip-Flop Хранение

Динамический D триггер. Временная диаграмма.

Запись

Запись

Хранение

Хранение

D-Type Flip-Flop

Хранение

Слайд 8

Динамический D триггер. Таблица истинности.

Динамический D триггер. Таблица истинности.

Слайд 9

Динамический D триггер. Другое название. Двустадийный D триггер D триггер со

Динамический D триггер. Другое название.

Двустадийный D триггер

D триггер со структурой MS

Master
Мастер

Slave
Помощник

D-Type

Flip-Flop
Слайд 10

Динамический D триггер. Оптимизированная схема.

Динамический D триггер. Оптимизированная схема.

Слайд 11

События Передний фронт Фронт Rise Rising edge Задний фронт Срез Fall

События

Передний фронт
Фронт
Rise
Rising edge

Задний фронт
Срез
Fall
Falling edge

Или с учетом конечного времени нарастания (спада)

Время

нарастания

Время спада

Для входов времена нарастания и спада не должны превышать определенных значений!!
При слишком длинных входных событиях работа цифровых устройств станет непредсказуемой.

События

Пример:
Для микросхемы 74HC595 времена нарастания (спада) должны быть меньше 700 нс

Events

Слайд 12

T триггер Работа по переднему фронту Как сделать? Обозначение Временная диаграмма

T триггер

Работа по переднему фронту

Как сделать?

Обозначение

Временная диаграмма

Механический аналог.
Нажали кнопку – включился

свет, нажали еще раз – выключился.

T(Toggle) Flip-Flop

Слайд 13

T триггер Обозначение Временная диаграмма или Работа по заднему фронту Как сделать? T(Toggle) Flip-Flop

T триггер

Обозначение

Временная диаграмма

или

Работа по заднему фронту

Как сделать?

T(Toggle) Flip-Flop

Слайд 14

T триггер. Примеры использования. Коэффициент заполнения Duty cycle Duty factor Периодический сигнал Период Длительность импульса

T триггер. Примеры использования.

Коэффициент заполнения
Duty cycle
Duty factor

Периодический сигнал

Период

Длительность импульса

Слайд 15

T триггер. Примеры использования. На входе любой коэффициент заполнения 0 На

T триггер. Примеры использования.

На входе любой коэффициент заполнения 0На выходе

D=50%.

Поиск коротких паразитных импульсов – глитчей (glitch)

Слайд 16

T триггер. Примеры использования. Причины возникновения глитчей Выбросы по питанию Гонки

T триггер. Примеры использования.

Причины возникновения глитчей

Выбросы по питанию

Гонки

Наводки (crosstalk)

По таблице

истинности на выходе такой схемы должен быть всегда 0. Но в моменты изменения на входе схема будет генерировать короткие импульсы.
Метод борьбы: использовать синхронный дизайн.

В момент переключения выходных каскадов кратковременно текут сквозные токи.
Метод борьбы: всегда ставить фильтрующие конденсаторы.

В момент переключения сигнала на одной линии возможно появление наведенного сигнала на соседней за счет электромагнитной связи.
Метод борьбы: аккуратная топология проводников.

Слайд 17

T триггер. Примеры использования. Деление частоты на 2 Можно поделить на любую степень двойки

T триггер. Примеры использования.

Деление частоты на 2

Можно поделить на любую

степень двойки
Слайд 18

T триггер. Примеры использования. Часы Механическая колебательная система

T триггер. Примеры использования.

Часы

Механическая колебательная система

Слайд 19

T триггер. Примеры использования. Часы Электрическая колебательная система

T триггер. Примеры использования.

Часы

Электрическая колебательная система

Слайд 20

T триггер. Примеры использования. Добротность колебательных систем Q = Quality Factor

T триггер. Примеры использования.

Добротность колебательных систем
Q = Quality Factor

Резонанс

Частота резонанса

fo и амплитуда A

Ширина резонанса δf

Добротность

 

 

Энергия колебаний W

 

W уменьшилась в 2 раза

Слайд 21

T триггер. Примеры использования. Добротность колебательных систем Q = Quality Factor

T триггер. Примеры использования.

Добротность колебательных систем
Q = Quality Factor

Низкая добротность

при комнатных температурах

Механические колебания

Можно добиться высокой добротности

Электрические колебания

Надо скомбинировать

Слайд 22

T триггер. Примеры использования. Часы Часовой кварц Механо-электрическая колебательная система

T триггер. Примеры использования.

Часы

Часовой кварц

Механо-электрическая колебательная система

Слайд 23

T триггер. Примеры использования. Часы Генератор

T триггер. Примеры использования.

Часы

Генератор

Слайд 24

Динамический RS триггер

Динамический RS триггер

Слайд 25

JK триггер После незначительного упрощения = По аналогии с преобразованием D триггера в T

JK триггер

После незначительного упрощения

=

По аналогии с преобразованием D триггера в T

Слайд 26

JK триггер

JK триггер

Слайд 27

Дополнительные асинхронные входы триггеров Проблема При включении питания триггеры встанут в

Дополнительные асинхронные входы триггеров

Проблема

При включении питания триггеры встанут в неопределенное состояние!

Много

триггеров

По основным входам установить их в определенное положение достаточно трудно.

Слайд 28

Дополнительные асинхронные входы триггеров Решение проблемы Все триггеры имеют на выходе

Дополнительные асинхронные входы триггеров

Решение проблемы

Все триггеры имеют на выходе простой RS

триггер

JK триггер

Можно сделать управление напрямую через дополнительные входы

Слайд 29

Дополнительные асинхронные входы триггеров Решение проблемы Дополнительные асинхронные входы установки и

Дополнительные асинхронные входы триггеров

Решение проблемы

Дополнительные асинхронные входы установки и сброса.
Управление последним

триггером напрямую.

Очевидно, что асинхронные входы имеют приоритет

Слайд 30

Дополнительные асинхронные входы триггеров D триггер защелка Динамический D Триггер T

Дополнительные асинхронные входы триггеров

D триггер защелка

Динамический D Триггер

T триггер

JK триггер

D Latch


D Flip-Flop

JK Flip-Flop

T Flip-Flop