Последовательностные схемы
Последовательностные схемы в отличие от комбинационных имеют элементы памяти. Значения выходных сигналов у этих схем зависят не только от значений входных сигналов в данный момент времени, но и от того, каково было внутреннее состояние схемы в предыдущий момент времени.
Основным элементом памяти, то есть элементом, записывающим и хранящим двоичную информацию, является триггер. Кроме собственно триггеров к последовательностным схемам относятся регистры, цифровые счетчики и ряд других схем, в состав которых входят триггеры.
Триггер – это электронная схема, обладающая двумя состояниями устойчивого равновесия, способная под воздействием управляющего сигнала скачком переходить из одного состояния в другое и хранить это состояние как угодно долго после окончания на входе управляющего сигнала.
Запись информации в триггер обычно производится через схему управления триггером. Совокупность триггера со схемой управления составляет триггерную систему, функциональная схема которой представлена на рис. 1. Именно триггерные системы чаще всего выпускаются в интегральном исполнении, и чаще всего их называют просто триггерами.
|
Рис. 1 Функциональная схема триггерной системы |
В триггерной системе собственно триггер выполняет функцию запоминающего элемента, а схема управления предназначена для переработки запоминаемой информации и записи ее в триггер. В зависимости от логической функции, выполняемой схемой управления, различают RS-, D-, T-, JK- и другие триггерные системы (триггеры).
Соответственно
триггер и вся триггерная система имеют
два выхода Q и
.
Сигнал на одном выходе является инверсией
сигнала на другом. Вход S (set – установка)
собственно триггера предназначен для
записи в триггер лог. 1 (Q = 1), а вход R
(reset – сброс) – для записи лог. 0 (Q = 0).
Часто выходы триггера, а иногда и входы
соединены со схемой управления обратными
связями.
Как правило, триггерные системы имеют несколько входов. На рис. 1 входы х1, х2, … хn – информационные входы, С – тактовый вход. Таким образом, управление триггером может быть тактируемым (синхронным) и нетактируемым (асинхронным). При тактированном управлении импульсы, поступающие на вход С через определенные интервалы, разрешают схеме управления передачу информации в триггер. При асинхронном управлении вход С отсутствует.
Различают триггерные системы, тактируемые уровнем, тактируемые фронтом, тактируемые срезом тактовых импульсов. В триггерных системах, тактируемых уровнем, входная информация проходит в триггер лишь в течение действия тактового импульса. При этом длительность тактового импульса должна быть меньше времени срабатывания триггера. Если же длительность импульса будет больше времени срабатывания триггера, то он сработает не один раз. Такие ограничения по длительности тактового импульса сложно реализовать, учитывая реальный разброс параметров схемы. Поэтому чаще всего реализуют триггеры, управляемые фронтом или срезом тактового импульса, при этом информация поступает в триггер только в момент резкого изменения уровня тактового импульса.
На рис. 2 показаны обозначения различных тактовых входов на функциональных схемах триггеров.
|
Рис. 2. Обозначения тактовых входов на функциональных схемах триггеров |
