1.6. Узлы последовательностного типа
Узлы последовательностного типа строятся на триггерах. Триггерные устройства являются также основой компьютерной оперативной памяти.
Триггером называют схему с положительной обратной связью, способную сколь угодно долго находиться в любом из своих двух устойчивых состояний. Новое состояние триггера зависит как от комбинации сигналов на его входах, так и от предшествующего состояния.
Триггер
можно создать из простых логических
элементов.
RS–триггер
RS–триггер имеет два входа: S (set
– установка) – установка выхода Q
в 1 и R (reset – сброс) –
сброс выхода Q в 0. Для
этого триггера является недопустимой
одновременная подача активных сигналов
установки и сброса, так как состояние
выходов Q и
в этом случае оказывается неопределенным.
Активными могут быть как единичные, так
и нулевые уровни сигналов на S
и R входах в зависимости
от конкретной схемы RS-триггера
(единичные – для триггера, выполненного
на элементах ИЛИ–НЕ, нулевые – для
триггера на элементах И–НЕ).
JK–триггер
Отличительной особенностью JK–триггера является наличие двух информационных входов J и К. Эти входы определяют изменение состояния триггера по синхросигналу C (по его фронту или срезу в зависимости от конкретной схемы JK-триггера).
Установочные входы S
и R работают как и у
RS–триггера. JK‑триггер,
изображённый на пиктограмме, устанавливается
единицами, а информация заносится в
него по срезу синхросигнала С. При
подаче на входы установки R
и S данного JK-триггера
двух единиц одновременно его оба выхода
Q и
устанавливаются в 1 (неопределённое
состояние).
JK–триггер
2
Этот элемент подобен JK–триггеру,
описанному выше, за исключением того,
что установка триггера по
и
входам производится нулевыми уровнями
сигналов (отсюда знак инверсии в
обозначении этих выводов).
D–триггер
Для изображённого на пиктограмме D‑триггера информация с входа D заносится в триггер по фронту синхросигнала C и сохраняется до следующего фронта сигнала на входе C.
D–триггер
2
Этот триггер подобен D‑триггеру, описанному выше, за исключением того, что у него имеется два установочных входа: установка (set) и сброс (reset) с активными нулевыми уровнями сигналов.
Счетчик
Счетчик – функциональный узел, осуществляющий счет импульсов, подаваемых на его вход. Двоичное число, представляемое состоянием его выходов, по сигналу CLK на счетном входе увеличивается на единицу.
Показанное на рис. 8 устройство представляет собой два счетчика: одноразрядный (вход CLKA’, выход A) и трехразрядный (вход CLKB’, выходы B, C, D). Соединив выход A первого счетчика со входом CLKB’ второго, можно получить четырехразрядный счетчик с выходами A, B, C, D и входом CLKA’.
Счет (добавление 1) производится по спаду импульса на счетном входе. Сброс в нулевое состояние у обоих счетчиков общий: для их сброса в 0 на входы R01 и R02 подают сигнал логической единицы.
Регистр сдвига
Последовательный сдвиговый регистр – функциональный узел, содержимое которого при подаче тактового импульса может сдвигаться в сторону младших или старших разрядов. Он представляет собой линейку взаимосвязанных триггеров. Показанный на рис. 9 сдвиговый регистр способен обрабатывать данные в одном из следующих режимов: параллельная загрузка данных со входов A, B, C, D, сдвиг влево, сдвиг вправо, хранение и выдача информации с выходов QA, QB, QC, QD. По приходу каждого фронта тактового импульса на вход регистра CLK выполняется операция над данными, определяемая состоянием управляющих входов S1 и S0 (00 – хранение, 01 – сдвиг вправо, 10 – сдвиг влево, 11 – загрузка). При сдвигах используются два последовательных входа данных SR – при сдвиге вправо, SL – при сдвиге влево. Низким уровнем на входе CLR’ производится сброс в ноль всех разрядов регистра.
Р
ис.
8 Рис. 9