Дәріс 4. Тізбектелген функционалды түйіндер

1. Триггерлер

2. Регистрлер

1. Tiзбекті түрдегі цифрлық кұрылғылардың комбинациялық түрден айырмашылығы олардағы жадтын болуы. Олардың кipic сигналдары тек осы сигналдың функциясы болып кана қоймай, құрылғының кipic сигналы тускенге дейін iшкi күйінің де функциясы болады.

Тізбекті реттті цифрлык кұрылғы негізінде кірістік сигналдарының ретіне тәуелді бола отырып, көп алгоритмнің бірін орындайтын курылғы жобалануы ықтимал.

Триггер деп, электрондық есептеуіш машиналарында, автоматика мен телемеханиада әртүрлі операциялар орындауға арналған, яғни алынған информация сақтауға /сақтағыш құрылғы/, уақыт датчигі схемасында және цифрлы санауыштарда импульстарды санауға, цифрлы жиілікті бөлгіштерде қолданылатын электрондық ауыстырып қосылғыш құрылғыны немесе аударылып түскіш құрылғыны айтады.

Сурет 1. Триггердің түрлері.

Триггердің екі шығысында басқарушы сигналдардың /U_sac/ әрекетінен кернеудің бір тұрақталған деңгейінен екінші тұрақталған деңгейге дейін, U_шығ1 және U_шығ2 кернеудің шұғыл өзгерістері пайда болады. Шығыс кернеудің тұрақталған екі деңгейіне сай осы мәндер артты түрде «0» және «1» деп көрсетілген триггердің тепе-теңдігіне екі орнықты күйі сәйкес келеді. t₁ – t₂ уақыт аралығында U_шығ1 кернеудің нольдік деңгейіне, ал U_шығ2 бірлік деңгейіне сәйкес келеді /мұны триггердің бірінші орнықты тепе-теңдік жағдайы немесе күйі деп аламыз/. Осы жағдайда триггер басқарушы импульс келгенге дейін көп уақыт тұра алады.

Яғни, триггер өзіндегі информацияны сол қалпында сақтап тұрады. T₂ – уақыт аралығында триггердің кірісіне басқарушы импульс әрекет еткенде, триггердің екі шығысындағы кернеулер деңгейі қарама-қарсы шамаға өзгереді, яғни триггер аударылып түседі бұл екінші орнықты тепе-теңдік жағдай – t₂ – t₃ уақыт аралығында өтеді.

Процессор – бұл ЭЕМ-ға кіретін және ЭЕМ бағдарламасына сәйкесті ақпаратты өңдеуді орындайтын сандық құрылғы. Бағдарлама ЭЕМ-ның жадысында орналасқан және процессор үшін түсінікті жеке командалардан тұрады. Әр команда қалыпты мәліметтерді қайдан алу керек, оларға қандай операция орындау керек және нәтижені қайда орналастыру керектігі туралы мәліметтер сақталады. Процессор екі өзара байланысқан құрылғыдан тұрады: операциялық құрылғы, басқарушы құрылғы.

Операциялық құрылғысы операцияны орындау үшін арналған. Ол түйін ретінде регистрларды, қосқыштарды, ақпаратты беру каналдарды коммуникациялау үшін мультиплексорды, дешифраторды және т.б. өзіне қосады.

Цифрлы схемалардағы триггер өзінің құрамында триггердің жеке өзінен /Т/ және триггердің функциялық мүмкіндіктерін анықтайтын логикалық басқару құрылғысынан /Б/ тұрады. Электрондық есептеуіш машинасының элементі ретінде триггер екілік информациясының жазылуын, сақталуын, қайта оқылуын, өшірілуін және индикация жасалуын қамтамасыз етеді.

Триггерді жалпылама структуралық схемасы 2-суретте көрсетілген.

Басқару құрылғысы А_і кірістеріне келетін информацияны түрлендіріп, өзін басқаратын сигналдарға айналдырады. Осы схемада триггерді, сақтағыш элемент деп есептеуге болады, ал ол алынған информацияны жазып алып, сақтап тұрады. Жазудың жүруінің өзі әртүрлі болуы мүмкін.

Информацияны жазу әдістеріне байланысты триггерлердің асинхрондық /синхронданбайтын/ және синхрондық /синхронданатын/ деп екіге бөлінеді. Асинхрондық триггерлерде информацияны жазу тікелей, олардың А_і кірістеріне келу, сәтінен басталады, ал синхрондық триггерлерде тек қана синхрондайтын /тактылайтын/ сигнал, әдейі алдын-ала келісілген тактылық кірістерге С_і берілгенде ғана басталады. Кірістердегі күйлердің /жағдайлардың/ комбинациясына байланысты /А_і=0 немесе А_і=1/ триггердің тікелей шығысында әртүрлі күйлер болуы мүмкін.

Q – триггердің тікелей шығысы, яғни триггердің күйі, А_і – кірісінде информация өзгергенде, қалпынан таймайды. Q – триггердің инверстік шығысы, яғни триггердің күйі, триггердің кірісіндегі информация өзгергенде кері шамаға өзгереді.

К_ірі, К_іро триггердің жеке өзінің /сақтағыш бөлігінің/ кірістері, триггерді «І» күйге /Кір І/, не «О» күйге келтіреді.

Q_т мен Q_н триггердің сақтағыш бөлігінің тікелей және инверстік шығыстарынан басқару бөлігіне берілетін кері байланыстар.

Логикалық байланыстарды ұйымдастыру әдістеріне байланысты триггерлер «0» мен «І» күйіне бөлек келтіру /RS – триггерлер/ санақты кірісті /Т– триггерлер/. «0» мен «І» күйін бөлек кеотіретін әмбебап /JK – триггерлер/; информацияны бір кіріспен қабылдау /Д – триггерлер/ және т.б. триггерлері болып бөлінеді.

RS- триггерлер. Асинхрондық RS –триггердің шартты белгісі. RS – триггер деген атау reset – қайта орнықтыру және set – қалпына келтіру деген ағылшын сөздерінен алынған. Осындай триггерлік құрылғының екі информациялық кірісі бар: