27. Компараторы и инкременторы.

28. Одноразрядные сумматоры.

29.-----------------

30.-------------------

31.Асинхронные rs-тригеры.

Триггером называют логическую схему с положительной обратной связью имеющих два устойчивых состояния, которые называют единичным и нулевым.

Перевод триггера в единичное состояние путем воздействия на его входы называется установкой, Set триггера, а устанавливающий сигнал и вход на который он воздействует обозначают S. Перевод триггера в нулевое состояние называют сбросом или гашением, Reset, а соответствующий сигнал и вход обозначают за R.

Простейший триггер получается если включить кольцом два элемента ИЛИ НЕ.

Такой триггер имеет два входа R и S, два выхода Q и и называется RS-триггером. Пока на обоих управляющих кодах R и S уровни сигналов не активные (равны 0), триггер находится в каком-либо одном из двух устойчивых состояниях, если при этом сигнал на выходе Q равен единица, то он поступал по цепи обратной связи на вход элемента 2, вызывает появление на выходе сигнал с нулевым уровнем. В свою очередь нулевой уровень выхода поступая на вход элемента 1 поддерживает Q в состоянии 1. Иначе говоря, при R и S равным 0, если на Q находится 1, то она будет поддерживаться сколь угодно долго. Когда Q=1 говорят, что триггер установлен. В силу симметрии схемы она будет столь же устойчива и в своем противоположном нулевом состоянии, когда Q=0. В этом случае говорят, что триггер сброшен или погашен. Режим RS-триггера когда R и S равны 0, называют режимом хранения. Если на RS-триггер подать одновременно оба входных сигнала равными 1, то на выходах появляется 0. Если теперь одновременно снять 1 со входов, то оба логических элемента начнут переключаться в единичное состояние каждый стремясь при этом оставить своего партнера в 0. В результате из-за разности коэффициентов усиления элементов результирующее состояние триггера будет неопределенным. Поэтому комбинацию, когда R и S равны 1, считают запрещенной или неустойчивой, и обычно ее не используют.

RS-триггер отличает еще и то, что его входы одновременно являются и его выходами. Если например на выход Q, находящийся в нулевом состоянии подействовало извне какая-то короткая помеха по уровню равна логической 1, то она подействует и на второй логический элемент. Это может привести к переключению триггера как от обычного входного сигнала. Свойства данного триггера запоминать помехи весьма нежелательное явление. Поэтому обычно после такого триггера ставят буфер часто в виде такого же триггера.

Поскольку на входа буферного типа Т2 постоянно присутствует или R или S сигнал, этот триггер уже не сможет запомнить помеху и после ее окончания сразу вернется в правильное состояние.

RS-триггер можно построить и на элементах И-НЕ:

В данном примере все наоборот. В режиме хранения на обоих входах должны быть 1. Сигналы управления и имеют активные (переключающие) низкий уровень. Одновременная подача двух 0 на входы запрещена.

Т риггеры можно строить на инвертирующих элементах различных типов. В данном случае R и S воздействия являются логическими комбинациями нескольких входов. Подобные схемы используются когда надо устанавливать или гасить триггер сигналами от нескольких источников. Если соединить в кольцо не два, а любое четное число инвертирующих элементов, то такая схема будет иметь два устойчивых состояния, т.е. является триггером.

Основное назначение триггеров в цифровых устройствах хранить выработанные логическими комбинационными схемами результатов.

Для отсечения еще неустановившихся искаженных переходными процессами результатов между выходами логической схемы входом триггера, часто включают конъюнктор, управляемый специальным синхросигналом. Это решение оказалось эффективным и быстро стало типовым, в результате появились синхронные триггеры, которые переключаются в состояние предписывающие управляющими входами по сигналу синхронизатора, поступающего на синхрокод триггера. Синхросигнал называют также синхроимпульсом.

Данная схема представляет простейший синхронный RS-триггер.

При С=0 триггер из элементов 3 и 4 отключен от управляющих R и S входов и находится в режиме хранения ранее полученной информации. При С=1 схема функционирует как обычный RS триггер.

Особенностью данной схемы является то, что в течение всего отрезка времени когда С=1 как сами потенциалы на R и S входах так и любые из изменения тут же передаются на выход. О такой схеме говорят, что она прозрачна по S и R входам при С=1. Однако, не все схемы синхронных триггеров имеют это свойство.

32.D-триггеры типа «прозрачная защелка».

Этот тип синхронного триггера широко используется в цифровых устройствах. Его часто называют прозрачная защелка или прозрачный фиксатор или синхронный фиксатор, а наиболее часто просто синхронный D-триггер.

D триггером называют синхронный триггер имеющих два входа: вход данных D и вход синхронизации С.

Условное изображение:

D-триггеры придумали потому, что RS-триггеры в своем частом виде для хранения данных не удобны и в этой роли не используются. Поскольку для записи они требуют двух последовательных сигналов, а именно гашение по R-входу и затем собственно записи по С-входу. D-триггер переключается по сигналу на С входе и притом состоянии предписываемое D-входом. С-сигнал играет роль команды – запись в триггер.

D-триггер может быть построен из RS-триггера.

Изменения D-входа при С=0 никак ни влияют на состояние выхода Q, т.е. триггер заперт по С-входу и находится в режиме хранения.

Фронт С-сигнала вызывает переключение триггера в то состояние которое было к этому моменту на входе D. При С=1 защелка прозрачна, любое изменение D-входа вызывает изменение выхода Q. По срезу синхросигнала D-триггер фиксирует на выходе то состояние которое было к этому моменту на входе D. Если на C-вход подать постоянный единичный уровень, то свойство запоминания D-защелки проявляться никак не будет. Могут быть D-защелки активным сигналом на C-входе которых являются низкий уровень.

Двухступенчатый триггер

S	1	1	1	1	1	1	1	1
R	0	0	0	0	0	0	0	0
C	0	0	1	1	1	1	0	0
C	1	1	0	0	0	0	1	1
Qm	0	0	1	1	1	1	1	1
Qs	0	0	0	0	0	0	1	1

Данный триггер состоит из двух последовательно включенных RS-триггеров. Первый из них называется ведущим или М-триггером (master-хозяин), а второй ведовым (slave-раб). Благодаря общему синхросигналу C вся схема функционирует как единое целое и называется двухступенчатым или RS-триггером. Из временной диаграммы видно, что информация задеваемая уровнями на входах R и S по фронту с сигнала принимается в М –триггер, но в течении всего времени пока С=1 не проходит в S-триггер. Поскольку его входные конъюнкторы 5 и 6 в это время перекрыты инверсией С-сигнала; они откроются лишь при =1, т.е. на срезе C-сигнала и только тогда S-триггер примет состояние М-триггера. В этом состоит важное отличие триггеров данного типа. Они не прозрачны по управляющим R и S входам ни при С=0, ни при С=1 (т.е. помеха не пройдет). Каждая ступень сама по себе прозрачна, но включены ступени последовательно, и какая-нибудь одна из них оказывается запертой, триггер может изменить состояние выхода только по срезу С-сигнала. Такие непрозрачные триггеры называют еще flip-flop. Свойства непрозрачности MS-триггера использовано для построения довольно применимого JK-триггера.

33. D-триггер с динамическим управлением.

C	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
S	1	1	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
R	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1
D	0	0	0	1	1	1	1	0	0	1	1	0	0	0	0	1
Q	0	0	0	1	1	1	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0

34. JK-триггеры.

JK-триггер – это непрозрачный триггер выходы которого петлями инверсных обратных связей накрест заведены на входные конъюнкторы 1 и 2. Внешние входы самого триггера принято называть уже не S и R, а J и K.

При J=0, K=0 С-сигнал не может открыть входные элементы 1 и 2 и триггер находится в режиме хранения. При J=1, K=0 синхросигналом может быть открыт лишь элемент 1, лишь при условии, что перед поступлением C-сигнала на выходе триггера был 0 (Q=0, =1). Тогда по срезу синхросигнала триггер переключится в 1. Если же триггер до синхросигнала был в 1, то он так в ней и останется. Таким образом J-вход выполняет функции синхронизированного C-входа. В силу симметрии схемы K-вход выполняет функции синхронизированного R-входа переводя триггер в 0.

Таким образом, при разноименных кодах на J и K входах JK-триггер ведет себя как синхронный непрозрачный RC-триггер, существенным отличным от RS-триггера при J=1, К=1 (для RS-такое состояние запрещено).

При любом состоянии триггера сигналы обратной связи открывают для C-сигнала именно тот входной конъюнктор пройдя через который C-сигнал переведет триггер в противоположное состояние. Таким образом, при J=1 и К=1 по срезу С-сигнала JK-триггер меняет состояние своих выходов на противоположное. Это так называемый счетный режим (T-режим) toggle-кувыркаться.

Кратко функционирование JK-триггер можно рассмотреть в виде таблицы 2.

Режим	Входы			Выходы
	C	J	K	Q	Q
Хранение		0	0	q	q
Сброс		0	1	0	1
Установка		1	0	1	0
Счетный		1	1	q	q

Таблица отражает тот факт, что для JK-триггера переключающий сущности синхроимпульс является не его уровень, а перепад уровня.

35.Т-триггеры.

Счетным или Т-триггером называют JK-триггер у которого на J и K входы поданы постоянно единичные уровни. Синхропровод C, вызывающий переключение триггера, называют счетным триггером или Т-входом.

Изменяя по срезу каждого входного сигнала состояние своего выхода Т-триггер пересчитывает входные сигнала на два, или как говорят делит частоту входных сигналов пополам.