Тригеры
D trigeri? ??jimas R sudaromas kaip ??jimo D ( S inversija. Tod?l ir
signalai D ( 1 bei D ( 0 yra aktyv?s ir atkartojami pagrindiniame
trigerio i??jime. D trigeryje i?spr?sta draud?iamojo ??jimo signal?
rinkinio SR = 11 problema: toks rinkinys tiesiog negalimas. ? ?? triger?
taip pat ne?manoma paduoti pasyvaus rinkinio SR = 00.
JK trigeriai – tai trigeriai, kuriuose sudarytas kry?minis gr??tamasis
ry?ys tarp i??jim? ir ??jim?. Dviej? informacini? ??jim? J ir K paskirtis
tokia pati, kaip ir ??jim? S bei R.
T trigeriai – tai JK trigeriai, turintys vien? ??jim? J ( K ( T.
Konkretus trigeris gali tur?ti keli? grupi? po?ymius. Ne visi trigeri?
tipai taikomi praktikoje, vieni labai pla?iai paplit?, o kiti egzistuoja
veikiau teori?kai nei prakti?kai.
Devintajame skyriuje min?jome, kad projektuoti sinchronines schemas
yra papras?iau nei asinchronines. Sinchronin?se schemose paprastai
naudojami tik sinchroniniai trigeriai. Tod?l toliau i?samiai aptarsime tik
?iuos trigerius. ?itaip suma?insime nagrin?jam? trigeri? variant? skai?i?.
I?siai?kin? sinchronini? trigeri? veikim?, suprasite, kaip veikia ir
analogi?ki asinchroniniai trigeriai, nes asinchroninis trigeris yra
paprastesnis sinchroninio trigerio variantas. Kita vertus, asinchronini?
bazini? SR ir (S(R trigeri? veikimas detaliai i?nagrin?tas 10 skyriuje.
Elementar?s potencialiniai sinchroniniai trigeriai
?iame poskyryje nagrin?sime elementari? sinchronini? SR, D, JK ir T
trigeri? schemas bei veikim?, apra?ymo b?dus ir savybes.
Sinchroniniai SR trigeriai
Prie? tai nagrin?ti baziniai SR ir (S(R trigeriai yra potencialiniai
trigeriai, nes j? b?vius kei?ia auk?ti ir ?emi ?tamp? lygiai
informaciniuose S ir R ??jimuose. ?ie trigeriai yra asinchroniniai, nes j?
b?vius lemia vien tik informacini? ??jim? signalai.
Visuose sinchroniniuose trigeriuose informaciniai signalai prie?
patekdami ? bazinio trigerio ??jim? turi praeiti pro laiko vartus (angl. –
gates). Su tuo susietas da?nai naudojamas angli?kasis sinchronini? trigeri?
pavadinimas gated latches – trigeriai su laiko vartais. Vartus valdo arba
signalas C (control – valdymo), arba CK (clock – sinchronizavimo), arba E
(enable – leidimo). Kad ir kaip ?ie signalai b?t? vadinami, jie yra
vartininkai, praleid?iantys arba nepraleid?iantys ? bazin? triger?
informacinius signalus.
Sinchroniniuose SR trigeriuose naudojami logini? element? IR vartai,
jei bazinis trigeris yra SR trigeris, arba logini? element? IR-NE vartai,
jei bazinis trigeris – (S(R trigeris. Sinchroninio SR trigerio su baziniu
SR trigeriu login? schema, funkcin? schema ir ?io trigerio grafinis ?ymuo
parodyti 19 paveiksle.
[pic]
19 pav. Sinchroninio SR trigerio su baziniu SR trigeriu login? schema (a),
funkcin? schema (b) ir grafinis ?ymuo (c)
Kai valdantysis signalas C ( 1, informaciniai signalai S ir R patenka
? trigerio ??jimus ir tuomet sinchroninis SR trigeris veikia lygiai taip
pat, kaip ir bazinis SR trigeris. Valdantysis signalas C ( 0 informacini?
signal? nepraleid?ia, tod?l trigeris b?vio nekei?ia. Atkreipkite d?mes? ?
labai svarb? dalyk?: draud?iantis trigeriui veikti signalas C ( 0
suformuoja pasyv?j? signal? derin? bazinio SR trigerio ??jime ir nekei?ia
prie? tai buvusio trigerio b?vio. Tai rei?kia, kad signalas C ( 0 "pagauna
? sp?stus" ?ra?yt? trigeryje informacij? ir "laiko j? sp?stuose" tol, kol
pats nenustoja veik?s. Tuo ir paai?kinamas angli?kasis ?io tipo trigeri?
pavadinimas latch – sp?stai. Sinchroniniai SR trigeriai pagal vis? j?
??jim? pirm?sias raides dar vadinami SRC trigeriais, arba, pabr??iant, kad
vartai trigerio ??jime yra laiko vartai – SRT trigeriais, ?ia raid? T
rei?kia laik? (time).
Remdamiesi bazinio SR trigerio charaktering?ja lygtimi Q ( SR + qR ir
paveikslo 19, a logine schema, u?ra?ysime sinchroninio SR trigerio
charaktering?j? lygt?:
Q ( S( C( R( C + q( R( C ( S( C( (R + C) + q( (R +C) (
( SCR + SCC + qC + qR ( SCR
+ qC + qR
[pic]
20 pav. Sinchroninio SR trigerio Karno diagrama
Remdamiesi sinchroninio SR trigerio su baziniu SR trigeriu
charaktering?ja lygtimi, sudarysime ?io trigerio Karno diagram? (20 pav.).
?vertinsime, kad ? sinchronin? SR triger? paduodamas vienas vidinio ??jimo
(gr??tamojo ry?io) signalas q ir trys i?oriniai ??jimo signalai C, S ir R.
Atkreipkite d?mes? ? tai, kaip sudaroma Karno diagrama, kai i?ilgai vienos
jos kra?tin?s ra?omos trij? logini? kintam?j? reik?m?s. Pirmiausia
nuosekliai du kartus u?ra?ome visas dviej? logini? kintam?j? kombinacijas
?prasta Gr?jaus kodo eil?s tvarka: 00, 01, 11, 10 ir 00, 01, 11, 10. Po to
pirmojo ketverto priekyje ?ra?omas nulis, antrojo ketverto – vienetas.
Grie?tai tariant, tokiu b?du sudar?me dvi atskiras Karno diagramas su
trimis loginiais kintamaisiais q, S ir R: vien? diagram?, kai C ( 0,
ir kit?, kai C ( 1.
Pa?ym?sime, kad diagramos dal?, kurioje C ( 0, u?pildo tik stabil?s
b?viai. Kitaip ir negali b?ti, nes kol C ( 0, trigeris negali keisti b?vio
nei po (t, nei po bet kurio kito laiko. Tai ?vertin? galime teigti, kad
Karno diagramos dalis, atitinkanti valdant? signal? C ( 0, yra
neinformatyvi, tod?l ir neb?tina.
Kai C ( 1, trigeris veikia kaip bazinis SR trigeris, tod?l jam ??jimo
signal? rinkinys CSR ( 111 yra draud?iamas rinkinys.
Remdamiesi charaktering?ja lygtimi arba u?pildyt?ja Karno diagrama,
galime nubrai?yti sinchroninio SR trigerio b?vi? kaitos diagram? (21 pav.).
?i? diagram? lengviau sudaryti pagal Karno diagram?: visi stabil?s, lyg?s
0, b?viai Karno diagramoje rei?kia gr??im? ? a b?v?; visi stabil?s, lyg?s
1, b?viai – gr??im? ? b b?v?; nestabil?s b?viai, lyg?s 0, – per?jim? i?
nestabilaus a b?vio ? stabil? b b?v?; nestabil?s b?viai, lyg?s 1, –
per?jim? i? nestabilaus b b?vio ? stabil? a b?v?.
[pic]
21 pav. Sinchroninio SR trigerio
b?vi? kaitos diagrama
Sinchroniniai D trigeriai
[pic]
22 pav. Sinchroninio D trigerio funkcin? schema (a) ir grafinis ?ymuo (b)
Klasifikuodami trigerius sak?me, kad D (angli?kai D interpretuojamas
dvejopai: data arba delay) trigeris – tai SR trigeris su vienu informaciniu
??jimu D ( S; ??jimas R sudaromas kaip ??jimo S inversija. Pagal tok? D
trigerio apibr??im? nubrai?yta sinchroninio D trigerio (angl. – gated D
latch) funkcin? schema parodyta 22 paveiksle. ?i trigerio schema eliminuoja
draud?iam? signal? rinkin? SR ( 11 (arba CSR ( 111). Kai valdymo ??jimo
signalas C ( 1, informacinio ??jimo signalas D ( 1 nustato trigerio b?v? Q
( 1 (b b?v?), o signalas D ( 0 – b?v? Q ( 0 (a b?v?). Taigi signal?
rinkinys CD ( 11 nustato, arba ?ra?o, triger?, o rinkinys CD ( 10 j?
numeta, arba i?trina.
Asinchroninio D trigerio funkcin? schema skirt?si nuo 22, a paveiksle
parodytos schemos tik tuo, kad vietoj sinchroninio SR (SRC) trigerio b?t?
asinchroninis SR trigeris – bazinis SR trigeris. Tokio trigerio pagrindinio
i??jimo signalas Q b?t? toks pat, kaip informacinio ??jimo signalas D: Q (
1, kai D ( 1, ir Q ( 0, kai D ( 0. Kadangi ?is trigeris nekei?ia ??jimo
signalo, o tik pakartoja, pav?lin?s laiku (t, tai jis kartais vadinamas
v?linimo trigeriu, tai yra, angli?koji santrumpa D interpretuojama ne kaip
data, bet kaip delay.
?ia pa?ym?sime, kad visi elementar?s asinchroniniai potencialiniai
trigeriai SR, D, JK ar T ir visi elementar?s sinchroniniai trigeriai, kai
j? valdymo ??jime veikia signalas C ( 1, i??jime Q pakartoja suv?lint?
informacini? ??jim? S, D, J arba T signal?.
Taikydami t? pa?i? metodik?, kaip ir sinchroninio SR trigerio atveju,
u?ra?ysime sinchroninio D trigerio charaktering?j? lygt? ir sudarysime jo
Karno bei b?vi? kaitos diagramas. Tarkime, kad sinchroninis D trigeris yra
sudarytas i? logini? element? IR-NE, kitaip tariant, sinchronin? SR triger?
sudaro bazinis (S(R trigeris su logini? element? IR-NE laiko vartais.
Prisiminkite, kad loginiai elementai IR-NE paprastai naudojami visose TTL
serij? mikroschemose.
[pic]
23 pav. Sinchroninio D trigerio Karno diagrama
Toliau nagrin?sime sinchroninio D trigerio laiko diagramas. Trigeris
veiks be klaid?, jei informacinio ??jimo signalas D i?liks toks pats ?iek
tiek prie? ir ?iek tiek po valdymo ??jimo signalo C poky?io, tai yra, C
signalo parengties (setup time) ir ?tvirtinimo (hold time) laiku. Prie?ingu
atveju nei?vengiame neapibr??tumo, nes neai?ku, kuris signalas – C ar D –
pakito anks?iau.
Pagal konkre?ius C ir D signalus sudarytos sinchroninio D trigerio
i??jimo signalo Q laiko diagramos parodytos 24 paveiksle (?ia tsu ir th –
signalo C parengties bei ?tvirtinimo laikai).
[pic]
24 pav. Sinchroninio D trigerio laiko diagramos
Sinchroniniai JK trigeriai
Min?jome, kad tarp JK trigeri? i??jim? ir ??jim? b?na sudarytas
kry?minis gr??tamasis ry?ys: tai yra trigerio ??jimas S arba kitas j?
atitinkantis ??jimas sujungiamas su inversiniu trigerio i??jimu Q, o
??jimas R arba kitas j? atitinkantis ??jimas – su tiesioginiu trigerio
i??jimu Q.
Sinchroniniuose JK trigeriuose (angl. – gated J-K latch) gr??tamojo
ry?io signalai nukreipiami ? ??jimus pro laiko vartus. ?itaip sudarytos
sinchroninio JK trigerio su baziniu SR trigeriu login? ir funkcin? schemos
bei trigerio grafinis ?ymuo parodyti 26 paveiksle.
[pic]
26 pav. Sinchroninio JK trigerio login? schema (a),
funkcin? schema (b) ir grafinis ?ymuo (c)
Trigerio ??jimas J (jump) pagal paskirt? atitinka SR trigerio ??jim?
S, o ??jimas K (keep) – ??jim? R. Tai, kad gr??tamasis ry?ys yra kry?minis,
vaizd?iau matyti i? trigerio funkcin?s schemos. I?nagrin?j? 26 paveiksle
parodyt? login? schem? galime ?sitikinti, kad JK trigeryje, kaip ir D
trigeryje, bazinio trigerio ??jim? signal? derinys SR ( 11 ne?manomas.
Remdamiesi bazinio SR trigerio charaktering?ja lygtimi Q ( SR + qR,
u?ra?ysime sinchroninio JK trigerio su baziniu SR trigeriu charaktering?j?
lygt?. Pagal 26, a paveikslo login? schem? bazinio trigerio ??jim? signalus
S ir R galime apra?yti ?itaip: S ( qCJ ir R ( qCK . ?ra?ome ?ias S ir R
reik?mes ? SR trigerio charaktering?j? lygt?. Tuomet
Q ( qCJ( qCK + q( qCK .
Atlik? nesud?tingus pertvarkymus, gauname ?itoki? sinchroninio JK trigerio
charaktering?j? lygt?:
Q ( qCJ + qC +qK .
Pagal ?i? charaktering?j? lygt? sudarytoji Karno diagrama parodyta 25
paveiksle. Kaip ir vis? sinchronini? trigeri?, taip ir aptariamojo JK
trigerio b?viai, kai draud?iantis valdantysis signalas C ( 0, esti tik
stabil?s (kairioji Karno diagramos dalis).
[pic]
25 pav. Sinchroninio JK trigerio
Karno diagrama
Kai C ( 1, ??jimo signal? rinkinys JK ( 00 (CJK ( 100) yra pasyvus –
jis nekei?ia prie? tai buvusio stabilaus trigerio b?vio. Rinkinys CJK ( 101
nustato stabil? trigerio b?v? Q ( 0, rinkinys CJK ( 110 – stabil? b?v? Q (
1. ??jimo signal? rinkinys CJK ( 111 nustato du nestabilius b?vius:
nestabil? 1, kai q = 0, ir nestabil? 0, kai q = 1. ?ie trigerio b?viai
nuolat kinta, ir n? vienas i? j? netampa stabilus – trigeris generuoja.
[pic]
28 pav. Sinchroninio JK trigerio
b?vi? kaitos diagrama
Generavimo rei?kin? galima paai?kinti remiantis logine trigerio
schema. Kai CJK ( 111, tai abieji laiko vartai esti atviri. Tad bazinio SR
trigerio ??jimai yra tiesiogiai susieti su trigerio i??jimais: S su Q, R su
Q. Jei ka?kuriuo laiko momentu ??jimo S loginis lygis yra auk?tas, tai po
v?linimo laiko (t ?is lygis nustato trigerio b?v? Q ( 1. Vadinasi, toks
pats auk?tas loginis lygis esti ir trigerio ??jime R. ?is signalas, pra?jus
v?linimo laikui (t, nustatys trigerio b?v? Q ( 0. Taigi trigerio b?viai
nuolat kinta; generavimo period? lemia trigerio v?linimo laikas
(?vertinamas ir laiko vart? logini? element? v?linimas).
Prie t? pa?i? i?vad? prieisime, sudar? ir i?nagrin?j? ?io trigerio
b?vi? kaitos diagram? (28 pav.).
Generavim? sinchroniniame JK trigeryje galima sustabdyti dviem
b?dais.
Pirmasis, valdant triger? labai trumpais, trumpesniais u? trigerio
v?linimo laik?, ??jimo C impulsais. Tuomet trigeris keis b?v? po kiekvieno
impulso valdymo ??jime. Ta?iau labai trumpus valdan?ius impulsus sud?tinga
formuoti, o tok? pat? rezultat?, bet be valdan?i? impuls? trukm?s
apribojimo, gausime naudodami impulsais valdomus MS trigerius.
Antrasis b?das – ?jungti ? gr??tamojo ry?io grandines signalus
v?linan?ius elementus. Parinkdami ?i? element? v?linimo laikus, gauname
reikiam? trigerio generavimo period?.
Baigdami poskyr? tur?tume pripa?inti, kad sinchronin? JK triger?
nagrin?jome grei?iau mokymosi tikslais. Prakti?kai ?is trigeris retai
taikomas.
Sinchroniniai T trigeriai
[pic]
27 pav. Sinchroninio T trigerio funkcin? schema (a) ir grafinis ?ymuo (b)
Jau sak?me, kad T trigeris – tai JK trigeris, kuriame J ( K ( T.
Sinchroninio T trigerio funkcin? schema ir grafinis ?ymuo parodyti 27
paveiksle.
Paprasta prognozuoti, kad ir ?is trigeris dirba taip pat nestabiliai,
kaip ir sinchroninis JK trigeris.
Impulsiniai MS tipo trigeriai
?ie trigeriai turb?t buvo sugalvoti norint i?spr?sti potencialini? JK
ir T trigeri? generavimo problem?. Generavimo prie?astis – tiesioginis
gr??tamasis ry?ys tarp trigerio i??jim? ir jo ??jim? – buvo pa?alinta
nuosekliai sujungus du sinchroninius trigerius ir padavus ? juos
inversinius vienas kito at?vilgiu valdan?ius signalus C. ?itaip sudaryt?
nuosekli? tiesioginio gr??tamojo ry?io grandin? visuomet nutraukia tas
trigeris, kurio valdymo ??jime tuo metu veikia signalas C ( 0. Kadangi
pirmojo trigerio i??jimo signalas kei?ia antrojo trigerio b?v?, tai
pirmasis trigeris buvo pavadintas ponu (angl. – master), o antrasis
(valdomasis) – vergu (slave). Pagal ?i? angli?k? ?od?i? pirm?sias raides
taip sudaryt? triger? imta vadinti MS trigeriu.
I? MS trigerio strukt?ros apra?ymo matyti, kad ji turi prasm? tik
tada, kai MS trigeris sudarytas i? sinchronini? SR trigeri?. Tai rei?kia,
kad asinchroninis MS trigerio variantas negalimas.
Pagal ?odin? trigerio strukt?ros apra?ym? galime sudaryti konkretaus
MS tipo trigerio schem?. Tai gal?t? b?ti SR, D, JK arba T impulsinis MS
tipo trigeris. Kadangi pla?iausiai taikomi MS tipo JK ir T trigeriai, j?
schemas ir nagrin?sime.
[pic]
29 pav. MS tipo JK trigerio funkcin? schema
29 paveiksle atvaizduota MS tipo JK trigerio funkcin? schema. Kadangi
tai MS trigeris, j? sudaro du nuosekliai sujungti sinchroninai SR trigeriai
su inversiniais vienas kito at?vilgiu C signalais. Pirm?j? triger?
paprastai ?ymi M raide, antr?j? – S. Kadangi tai JK trigeris, jame
sudarytas kry?minis gr??tamasis ry?ys i? i??jim? ? ??jimus. Norint
parodyti, kaip gr??tamojo ry?io signalas patenka ? trigerio ??jim?, M
sinchroninis SR trigeris schemoje detalizuotas, parodant jo laiko vartus.
Toks pat antrasis SRC trigeris S schemoje atvaizduotas kaip vienas
funkcinis mazgas.
[pic]
30 pav. MS tipo JK trigerio laiko diagramos
30 paveiksle atvaizduotos MS trigerio pirmojo SRC trigerio i??jimo
signalo M ir antrojo SRC trigerio i??jimo signalo Q laiko diagramos,
atitinkan?ios konkre?ius MS trigerio ??jimo signalus C, J ir K. Akivaizdu,
kad antrojo trigerio i??jimas Q yra ir MS trigerio i??jimas. Diagramoje
sunumeruoti ?vykiai trigeryje. Kiekvienas ?vykis – bent vieno ??jimo
signalo pokytis.
Pirmasis ?vykis – J ( 0 (1 – nepakeit? nei vieno trigerio b?vio, nes
trigeriui M neleid?ia vartytis signalas C ( 0, o nepralaidus M neperduoda J
kitimo ? triger? S. Tik antrasis ?vykis – C ( 0 (1 – leid?ia M trigeriui
priimti signal? J ??jime. Tre?iasis ?vykis – C ( 0 (1 ( C ( 1 ( 0 –
leid?ia S trigeriui priimti signal? M ( J ( 1 ir nustato Q ( 1 trigerio
i??jime. ?? SR trigerio b?v? gali pakeisti tik signalas R ( 1. Paduot? ? MS
trigerio K ??jim? vienetin? signal? M trigeris priima ??jime R, sulauk?s
leidimo C ( 1 – penktojo ?vykio. ?e?tasis ?vykis leid?ia S trigeriui
priimti R ( 1 ir nustato jo ir MS trigerio b?v? Q ( 0.
[pic]
31 pav. MS tipo JK trigerio
grafinis ?ymuo
2 ir 3 ?vykiai parodo, kaip MS trigeryje vyksta ?prastasis nustatymas,
o 5 ir 6 ?vykiai – kaip vyksta ?prastasis numetimas. Kai nustatymas
?prastas, J ( 1 ir M ( Q ( ( 0 reik?m?s turi atsirasti iki impulso C ??jime
prad?ios. Kai numetimas ?prastas, iki impulso C ??jime prad?ios turi
atsirasti signalai K ( 1 ir M ( Q ( 1. Kai MS trigeris veikia ?prastai,
tuomet C impulso priekinis frontas kei?ia M trigerio b?v?, o galinis
Страницы: 1, 2, 3, 4
|