Синхронные триггеры

Содержание

Слайд 2

Состязания (гонки) возникают из-за неравенства задержек физических сигналов поступающих на входы

Состязания (гонки) возникают из-за неравенства задержек физических сигналов поступающих на входы

логического элемента, вследствие чего перекрываются во времени их единичные значения. Выходной физический сигнал Y изменяется дважды: когда возникает перекрытие и когда оно заканчивается – формируется импульс.

СОСТЯЗАНИЯ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ СХЕМАХ

Рисунок 1 – Временные диаграммы КС показывающие процесс образования явления гонок
а – для идеальной схемы, б – для реальной схемы

Рисунок 2 – Временная диаграмма работы асинхронного триггера

Слайд 3

Рисунок 3 – Модель синхронного потенциального автомата Основная модель синхронного автомата

Рисунок 3 – Модель синхронного потенциального автомата

Основная модель синхронного автомата

Выходной сигнал

Q1 синхронного элемента задержки принимает значение входного сигнала Q1+ в момент импульсного воздействия тактового сигнала H. Тактовый сигнал Н задает дискретные моменты времени tD = 1, 2, 3 …
Функционирование автомата может рассматриваться только в эти дискретные моменты времени при соблюдении условий:
Входные сигналы Xn не должны изменяться в моменты времени dH = 1;
Переходной процесс возникший в предыдущий момент времени tD, должен закончиться к следующему дискретному моменту времени tDH.
Тактовый сигнал Н выполняет функцию временного селектирования информационных сигналов в ЭП Qm+ в моменты времени tD, поэтому требуется, чтобы значения информационных сигналов были истинными только в эти моменты времени.
Слайд 4

Синхронный RS-триггер на элементах И-НЕ Рисунок 4 – Синхронный RS-триггер на

Синхронный RS-триггер на элементах И-НЕ

Рисунок 4 – Синхронный RS-триггер на элементах

И-НЕ и его УГО

Временная диаграмма

tзТ = 2tз10 + tз01

tCC ≥ 2tзср

tп = tз01 + tз10 = 2tзср

CtRt и CtSt

Слайд 5

Рисунок 5 – Синхронный RS-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ и его УГО

Рисунок 5 – Синхронный RS-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ и его УГО

Временная

диаграмма

tзТ = tз01 + tз10 = 2tзср

Синхронный RS-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ

Слайд 6

tзТ = 2tз01 + tз10 Синхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ Рисунок

tзТ = 2tз01 + tз10

Синхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ

Рисунок 6 –

Синхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ

Временная диаграмма

Слайд 7

tп = tзТ = 2tзср Синхронный RS-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ Рисунок

tп = tзТ = 2tзср

Синхронный RS-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ

Рисунок 7 –

Синхронный RS-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ

Временная диаграмма

Слайд 8

Преобразование RS-триггера в D-триггер Рисунок 8 – Синхронный RS-триггер на элементах И-НЕ и его УГО

Преобразование RS-триггера в D-триггер

Рисунок 8 – Синхронный RS-триггер на элементах И-НЕ

и его УГО
Слайд 9

Рисунок 9 – Синхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ и его УГО

Рисунок 9 – Синхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ и его УГО

Слайд 10

Рисунок 10 – D-триггер защёлка на элементах И-НЕ. (Триггер Эрла) ДНФ

Рисунок 10 – D-триггер защёлка
на элементах И-НЕ.
(Триггер Эрла)

ДНФ

Триггер Эрла имеет

наибольшее быстродействие из всех триггеров, которые можно использовать в конвейерных устройствах обработки информации, содержащих несколько ступеней преобразования информации.
Слайд 11

Временная диаграмма МДНФ

Временная диаграмма

МДНФ

Слайд 12

Рисунок 11 - Синхронный DV-триггер на элементах И-НЕ и его УГО Синхронный DV-триггер

Рисунок 11 - Синхронный DV-триггер на элементах И-НЕ и его УГО

Синхронный

DV-триггер
Слайд 13

Рисунок 12 - Синхронный DV-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ

Рисунок 12 - Синхронный DV-триггер на элементах И-ИЛИ-НЕ

Слайд 14

Рисунок 13 – Двухступенчатый RS-триггер Рисунок 14 - УГО двухступенчатого RS-триггера

Рисунок 13 – Двухступенчатый RS-триггер

Рисунок 14 - УГО двухступенчатого RS-триггера

Master

Slave

В двухступенчатом

триггере две ступени. Вначале информация записывается в первую ступень (Master), при этом все изменения происходящие на выходе триггера во вторую ступень (Slave) до сигнала перезаписи не попадают. Затем, после перехода триггера первой ступени в режим хранения, информация переписывается во вторую ступень и появляется на выходе второго триггера, что позволяет избежать состояния "прозрачности".
Двухступенчатый триггер обозначают - ТТ. 

В одноступенчатом триггере имеется одна ступень запоминания информации, при этом, в состоянии записи триггер "прозрачен", то есть все изменения на входе триггера повторяются на выходе триггера, что может привести к ложным срабатываниям устройств стоящих после триггера.

tзТТ = tСС + tзТ2

Слайд 15

tз ТТ = tсс + tз Т2 T1 T2 tCC >

tз ТТ = tсс + tз Т2

T1

T2

tCC > tП Т1

Рисунок 15

– Синхронный JK-триггер на базе двухступенчатого RS-триггера и его УГО
Слайд 16

В ряду классификационных признаков способ управления записью информации в триггер следует

В ряду классификационных признаков способ управления записью информации в триггер следует

считать важнейшим, так как он позволяет учесть основные моменты в работе триггера, а именно:
какие части (фрагменты) сигнала (фронты, уровни, их комбинации) используются для записи (приема) информации в схему управления;
реакцию триггера на смену информации в процессе ее записи;
момент времени, когда записываемая информация появляется (фиксируется) на выходах триггера.

Способ управления записью информации в триггер

Можно выделить две группы триггеров, различаемых по способам управления записью информации:
триггеры, у которых прием и фиксация информации совмещены во времени;
триггеры, у которых прием и фиксация информации разнесены во времени.

Слайд 17

Рисунок 17 - Статическое управление триггером Рисунок 18 - Динамическое управление

Рисунок 17 - Статическое управление триггером

Рисунок 18 - Динамическое управление триггером

0

→ 1

1 → 0

Рисунок 16 - Обозначение фрагментов сигнала

L – от англ. Level – уровень
F – от англ. Front – фронт

– срез

Слайд 18

Рисунок 19 ‒ Структура импульсного элемента Рисунок 21 ‒ Условное обозначение

Рисунок 19 ‒ Структура импульсного элемента

Рисунок 21 ‒ Условное обозначение и

временная диаграмма импульсного элемента для варианта с положительным выходным импульсом.

Рисунок 20 ‒ Условное обозначение и временная диаграмма импульсного элемента для варианта с отрицательным выходным импульсом.

Слайд 19

Тактируемый по уровню триггер Тактируемый по фронту триггер и его условно-графическое

Тактируемый по уровню триггер

Тактируемый по фронту триггер и его условно-графическое изображение

Тактируемый

по срезу триггер и его условно-графическое изображение
Слайд 20

Логическое отрицание Прямой динамический вход Инверсный динамический вход Асинхронные входы изображаются

Логическое отрицание

Прямой динамический вход

Инверсный динамический вход

Асинхронные входы изображаются отдельно от синхронных

и отделяются горизонтальной прямой.

Логические индикаторы входов и выходов