Зміст
1. Загальна структура послідовних пристрої
2. Синхронні тригери
3. Порядок синтезу послідовних пристрої
Бібліографічний список
1. Загальна структура послідовних пристрої
Цифрове пристрій, в якому стан виходу залежить не тільки від того, які сигнали присутні на його входах у даний час, але і від того, які послідовності сигналів надходили на входи пристрою в попередні моменти часу, називають цифровим автоматом. Такі пристрої за їх здатність запам'ятовувати послідовності вхідних або вихідних сигналів називають також послідовних пристроями.
В
Цифрові автомати, застосовувані в цифровій техніці, переважно будуються за загальною схемою, наведеної на рис.1. Такі автомати називають автоматами Мура. На рис.21: ЕП - елементи пам'яті (регістр) c входами D 0 , ..., D k -1 і виходами Q 0 , ..., Q k -1 . КС1 виробляє вхідні сигнали для елементів пам'яті, використовуючи для цього їх поточні стану виходів (коди Q 0 , ..., Q k -1 ) і зовнішні сигнали x 0 , ..., x n -1 (коди налаштування на певний режим роботи, сигнали синхронізації і т.п.). КС2 перетворює внутрішні робочі коди стану пристрою Q 0 , ..., Q k -1 у вихідні коди y 0 , .. ., y k -1 .
Стани всіх входів, елементів пам'яті і виходів розглядаються в однакові дискретні моменти часу. Залежно від того, як ці моменти часу визначені, послідовних пристрої розділяються на синхронні і асинхронні.
У синхронних пристроях дискретні моменти часу задають спеціальні синхронізуючі сигнали (Імпульси), що надходять від деякого незалежного джерела синхронізації. У синхронних послідовних пристроях, отже, тривалість робочого такту задається синхронізуючими сигналами.
На відміну від синхронного, в асинхронному послідовних пристрої дискретні моменти часу визначаються моментами зміни стану входу або стану пам'яті, а тривалість робочих тактів визначається інтервалом часу, протягом якого стан автомата не змінюється.
Таким чином, роботу цифрового автомата Мура (рис.1) можна визначити наступними логічними рівняннями
Q t +1 = f 1 (Q t , X t ), Y t = f 2 (Q t ), (14)
де Q t - k-розрядне число, що визначає стан пам'яті автомата в дискретний час t (поточне стан пам'яті); X t - n-розрядне число, що визначає стан входів в дискретне час t (поточний стан входів); Q t +1 - k-розрядне число, що визначає стан пам'яті в дискретне час t +1 (подальший стан пам'яті); Y t - l-розрядне число, що визначає стан виходів у дискретне час t (поточний стан виходів).
2. Синхронні тригери
В якості елементів пам'яті в схемі цифрового автомата рис.1 використовуються тригери, включені певним чином у структуру пам'яті для забезпечення виконання його функцій.
Використовувані в цифровий техніці тригери являють собою електронні схеми, що мають два стійких стану. Ці стани встановлюються при подачі відповідної комбінації сигналів на входи тригера і зберігаються після закінчення дії цих сигналів.
Стан тригера описується значенням вихідного сигналу Q. Це стан визначається (задається) комбінацією вхідних сигналів на інформаційних входах тригера. Якщо при зміні сигналів на інформаційних входах відповідну зміну Q, тобто перемикання тригера відбувається тільки при надходженні синхронізуючого сигналу (імпульсу) на спеціальний вхід синхронізації С, то тригер називається синхронним. Тригери можуть переключатися за рівнем або по фронту синхроімпульсу.
Тригери, перемикаються за рівнем, можуть змінювати свій стан протягом тривалості синхроімпульсу (Рівня синхросигналу) при вступі відповідних інформаційних сигналів, тобто можуть перемкнутися кілька разів за час дії одного синхроімпульсу. Протягом паузи між синхроімпульсами стан такого тригера зберігається при будь-яких змінах інформаційних сигналів.
Тригери, перемикаються по фронту, змінюють свій стан при вступі на синхронізуючий вхід відповідного фронту синхроімпульсу (позитивного чи негативного). За час дії одного синхроімпульсу тригер, синхронізований фронтом, може переключитися тільки один раз.
В асинхронних тригерах відсутня вхід синхронізації. Тому перемикання асинхронних тригерів відбувається, як тільки на інформаційні входи надходить відповідна перемикаюча комбінація сигналів.
У цифровій техніці найбільш часто використовуються SR-, JK-, D-, T-тригери. Позначають тип тригера букви розкривають функціональне призначення інформаційних (керуючих) входів тригера:
S - вхід установки в стан 1; ...
