Тема 3. Цифрові пристрої зі зворотніми зв'язками

 

 

Цифрові пристрої зі зворотними зв’язками призначені для реалізації логічних функцій, значення яких залежить не тільки від значень аргументів у поточний момент часу, а й від значень аргументів у попередні моменти часу.

Такі цифрові пристрої називають ще пристроями з пам’яттю. До найбільш поширених пристроїв відносять: тригери, лічильники імпульсів, регістри.

 

Тригер - це елементарний пристрій зі зворотними зв'язками. Тригер має два стійкі стани і може знаходитися в одному з них як завгодно довго. Переведення тригера з одного стану в інший здійснюється вхідними логічними сигналами. Одному стійкому стану відповідає логічна 1, а іншому — логічний 0. Таким чином, тригер може використовуватися для збереження однієї одиниці інформації — біта. Застосовується кілька різновидів тригерів, які розрізняються за видом вхідних і вихідних сигналів, а також за способом запису інформації у тригер. За видом вхідних сигналів розрізняють тригери з імпульсним і потенціальним керуванням. За способом запису інформації тригери поділяються на асинхронні, в яких запис інформації здійснюється в момент зміни інформаційного сигналу, і синхронні, в яких запис інформації здійснюється у певні, визначені моменти дії спеціальних імпульсів синхронізації.

 

 

Загальна схема тригера складається з елемента пам'яті і пристрою керування, який забезпечує керування тригером залежно від комбінації вхідних сигналів.

Лічильниками імпульсів називаються логічні електронні пристрої з пам’яттю, що призначені для підрахунку кількості вхідних імпульсів і збереження цієї інформації. За способом підрахунку лічильники поділяються на лічильники додавання, віднімання, реверсивні. У лічильників може бути організовано послідовний, наскрізний, паралельний і комбінований переноси.

 

 

Лічильники з послідовним і наскрізним переносом називаються асинхронними, а з паралельними – синхронними. Основними параметрами лічильників імпульсів є місткість лічильника й швидкодія. Місткість лічильника визначається максимальною кількість імпульсів, яку може порахувати лічильник, і залежить від кількості тригерів, що входять до складу лічильника.

Регістри — це електронні пристрої, побудовані на основі тригерів і призначені для прийому, зберігання, перетворення і передачі інформації у формі двійкових чисел. Розрядність регістра визначається кількістю тригерів, що входять до його складу, а отже, і кількістю розрядів двійкового числа, яке може зберігати регістр. Другою важливою характеристикою регістрів є їх швидкодія, яка визначається швидкодією тригерів, що входять до складу регістрів. Залежно від способу прийому й передачі інформації в двійковій формі регістри можуть поділятися на послідовні, паралельні й універсальні.

Контрольні запитання:

1. Які пристрої належать до пристроїв зі зворотнім зв’язком?

2. Що називають тригерами?

3. Що називають лічильниками імпульсів?

4. Що називають регістрами?

Тема 4. Мікропроцесор та його алгоритм роботи

 

Мікропроцесором називається програмований електронний пристрій для обробки інформації, виконаний у вигляді однієї чи кількох мікросхем високого ступеня інтеграції.

Мікропроцесор здійснює обробку інформації за програмою що записана в його пам'ять. Змінивши програму, можна змінювати функції й області застосування мікропроцесора. У цьому полягає його універсальність. Мікропроцесор, як уже зазначалося, призначений для виконання програм з обробки інформації. Програма складається з певної кількості команд (інструкцій), які мікропроцесор виконує у певній послідовності. Команди, як і дані, над якими мікропроцесор виконує операції, знаходяться у пам'яті.

Виконання команд програми мікропроцесором — це певна циклічна послідовність дій:

• формування адреси чергової команди;

• зчитування цієї команди за сформованою адресою й пересилка її з пам'яті у мікропроцесор;

• дешифрування отриманої з пам'яті команди, тобто розкладання команди на елементарні дії, які мають виконувати пристрої мікропроцесора;

• власне виконання команди, тобто виконання у певній послідовності елементарних дій, з яких складається команда;

• формування адреси операндів, над якими виконується певна послідовність елементарних операцій даної команди;

• зчитування операндів з пам'яті за сформованою адресою і пересилання їх із пам'яті у мікропроцесор;

• формування адреси, за якою буде записано результат виконання даної команди;

• пересилання результату за сформованою адресою з мікропроцесора у пам'ять;

• формування адреси наступної команди.

Щоб виконати таку послідовність дій, мікропроцесор має такі складові частини: пристрій формування адрес команд і операндів; операційний пристрій, тобто пристрій виконання команд; пристрій керування; система шин, призначена для взаємодії пристроїв мікропроцесора між собою.

Контрольні запитання:

1. Що називають мікропроцесором?

2. З чого складається програма мікропроцесора?

3.Яка перша дія процесора по виконанню команд програми?

4.З яких складових частин складається оператор?