Последовательностные цифровые устройства

3.Последовательностные цифровые устройства. Последовательностное цифровое устройство (ПЦУ) - это когда выходные сигналы зависят не только от текущих значений входных сигналов, но и от последовательности значений входных сигналов, поступивших на входы в предшествующие моменты времени. Структурная схема ПЦУ: Цифровые устройства последовательностного типа или цифровые автоматы с памятью — это электронные цифровые устройства, логические значения на выходах которых определяются не только совокупностью логических сигналов на входах в данный момент времени, но и состоянием внутренних элементов памяти по результатам его предшествующей работы. Работа ПЦУ описывается функцией переходов и функцией выходов Функции переходов и выходов описывают автоматы Мили, у которых новое внутреннее состояние и выходы зависят от двух значений: и от предыдущего состояния автомата, и от текущего состояния на входе. Автоматы Мура также имеют функцию переходов, однако их функция выходов имеет более простой вид: т.е. состояние выходов автомата Мура определяется только внутренним состоянием автомата и не зависит от состояния на входе. Автомат Мура является частным случаем автомата Мили. Для задания автоматов используются различные формализованные языки: 1) таблицы переходов и выходов; 2) матрицы переходов; 3) графы и другие. При задании в виде графов состояния автомата представляют вершинами, а переходы из одного состояния в другое – дугами. На дугах указываются значения входных сигналов, вызывающих соответствующие переходы. 3.1 Симметричный триггер - ячейка памяти. Триггер – простейшее последовательностное устройство, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может находиться в одном из двух возможных состояний и переходить из одного состояния в другое под воздействием входных сигналов. Триггер является базовым элементом последовательностных логических устройств. Термин триггер происходит от английского слова trigger — защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает "хлопанье". Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить ("перебрасываться") из одного электрического состояния в другое и наоборот. Классификация триггеров. Параметры триггера. (уровни напряжений и токов единичного и нулевого уровней, коэффициент объединения по входу, коэффициент разветвления по выходу, потребляемая мощность) совпадают с параметрами логических элементов, входящих в его схему. К характерным параметрам триггеров относят: - время переключения или максимальная частота переключений; - помехоустойчивость. Триггеры на логических элементах. Различают асинхронные и синхронные триггеры. Асинхронный триггер изменяет свое состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала. Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на входе синхронизации С (строб). По функциональным возможностям триггеры разделяются на следующие классы: · с раздельной установкой состояния 0 и 1 (RS – триггеры); · универсальные (JK или MS триггеры); · с приемом информации по одному входу D (D – триггеры, или триггеры задержки); · со счетным входом Т (Т-триггеры). Входы триггеров обычно обозначают следующим образом˸ S – вход для установки состояния ʼʼ1ʼʼ; R – вход для установки состояния ʼʼ0ʼʼ; J – вход для установки в состояние ʼʼ1ʼʼ в универсальном триггере; К – вход для установки в состояние ʼʼ0ʼʼ в универсальном триггере; Т – счетный (общий) вход; D – вход для установки в состояние ʼʼ1ʼʼ или в состояние ʼʼ0ʼʼ; V – дополнительный управляющий вход для разрешения приема информации (иногда используют букву Е вместо V). Асинхронный RS - триггер. Синхронный RS триггер. Триггеры с динамическим управлением. D- триггер. Т- триггер Временная диаграмма T триггера приведена на рисунке . При построении этой временной диаграммы был использован триггер, работающий по заднему фронту синхронизирующего сигнала. Временные диаграммы T триггера