какое состояние триггера является запрещенным
Триггеры
Как правило, триггер имеет два выхода: прямой и инверсный. Число входов зависит от структуры и функций, выполняемых триггером. По способу записи информации триггеры делят на асинхронные и синхронизируемые (тактируемые). В асинхронных триггерах информация может записываться непрерывно и определяется информационными сигналами, действующими на входах в данный момент времени. Если информация заносится в триггер только в момент действия так называемого синхронизирующего сигнала, то такой триггер называют синхронизируемым или тактируемым. Помимо информационных входов тактируемые триггеры имеют тактовый вход синхронизации. В цифровой технике приняты следующие обозначения входов триггеров:
Наибольшее распространение в цифровых устройствах получили RS-триггер с двумя установочными входами, тактируемый D-триггер и счетный Т-триггер. Рассмотрим функциональные возможности каждого из них.
Рисунок 1
Выход каждого из элементов подключен к одному из выходов другого элемента. Здесь приведены таблицы истинности для каждого из этих триггеров
Для триггера с прямыми входами Q t+1 =1 при S=1 и R=0; Q t+1 =0 при S=0 и R=1; Qt+1= Qt при S=0 и R=0. При R=S=1 состояние триггера будет неопределенным, так как во время действия информационных сигналов Логические уровни на выходах триггера одинаковы (Q t+1 =-Q t+1 =0), а после окончания их действия триггер может равновероятно принять любое из устойчивых состояний. Поэтому такая комбинация является запрещенной (и может вывести триггер из строя).
Следует, однако, отметить, что самостоятельно RS-триггеры в устройствах цифровой техники практически не используются из-за их низкой помехоустойчивости
Тактируемый D-триггер. Он имеет информационный выход и вход синхронизации. Одна из возможных структурных схем однотактного D-триггера и его условное обозначение показаны на рисунке.
Рисунок 2
На рисунке 3 изображены временные диаграммы тактируемого D-триггера. В таком триггере происходит задержка сигнала на выходе по отношению к сигналу, поданному на вход. на время паузы между синхросигналами. Для устойчивой работы триггера необходимо, чтобы в течение синхроимпульса информация на входе была неизменной.
Рисунок 3
Электроника
учебно-справочное пособие
Триггеры
Триггеры предназначены для запоминания двоичной информации. В нем может храниться либо 0 либо 1. Использование триггеров позволяет реализовывать устройства оперативной памяти (то есть памяти, информация в которой хранится только на время вычислений). Однако триггеры могут использоваться и для построения некоторых цифровых устройств с памятью, таких как счётчики, преобразователи последовательного кода в параллельный или цифровые линии задержки.
Для удобства использования триггеры имеют два выхода:
Логические уровни на этих двух выходах противоположны. Это сделано для удобства соединения триггеров с другими логическими элементами устройств. Некоторые типы триггеров инверсного выхода не имеют.
Состояние триггера определяется по выходному сигналу. Состоянию триггера 1 соответствует на выходе Q высокий уровень сигнала (1). Состоянию триггера 0 соответствует на выходе Q низкий уровень сигнала (0).
Входы триггера делятся на информационные и вспомогательные (управляющие). Сигналы, поступающие на информационные входы, управляют состоянием триггера. Сигналы на вспомогательных входах используются для предварительной установки триггера в требуемое состояние и синхронизации.
Обозначения входов триггеров:
Число входов зависит от структуры и функций, выполняемых триггером.
Классификация триггеров
По способу приема информации:
Синхронные триггеры подразделяются на:
По принципу построения триггеры со статическим управлением подразделяются на:
По функциональным возможностям различаются:
Наибольшее распространение в цифровых устройствах получили RS-триггер с двумя установочными входами, тактируемый D-триггер и счетный Т-триггер.
Для обозначения функциональных возможностей триггеров в интегральном исполнении используется следующая маркировка: TR — RS-триггер; TB — JK-триггер; ТМ — D-триггер.
В качестве базовых логических элементов можно использовать элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Поскольку триггер является простейшим ПЦУ, закон функционирования может быть задан таблицей переходов, в которой входные сигналы в момент их изменения и состояние триггера обозначены индексом t, а после переключения — индексом t+1.
Основные характеристики триггеров
RS-триггер
Асинхронный RS-триггер c прямыми входами
Асинхронный RS-триггер c прямыми входами имеет два информационных входа S и R, используемые для установки соответственно 1 и 0, а также два выхода: прямой и инверсный. RS-триггер построен на двух логических элементах ИЛИ-НЕ, соединенных в контур (рис. 2).
При комбинации сигналов S=1, R=0 (табл. 1) триггер переходит в состояние 1 независимо от предыдущего состояния. При S=0, R=1 триггер устанавливается в состояние 0. Комбинация сигналов S=0, R=0 не изменяет состояния триггера, т. е. состояние триггера в момент t+1 равно состоянию триггера в момент t. Набор сигналов S=1, R=1 является запрещенным, так как он приводит к нарушению работы триггера и неопределенности его состояния.
| St | Rt | Qt | Qt+1 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | — |
| 1 | 1 | 1 | — |
RS-триггер может быть построен на элементах «И-НЕ» (рис. 3). Вход S (Set) позволяет устанавливать выход триггера Q в единичное состояние при подаче на его вход логического нуля. Вход R (Reset) позволяет сбрасывать выход триггера Q в нулевое состояние при подаче на его вход логического нуля.
Так как триггер при построении его на различных элементах работает одинаково, то его изображение на принципиальных схемах тоже одинаково. Изображение простейшего триггера на принципиальных схемах приведено на рисунке 4.
|  |
| а) | б) |
Синхронный RS-триггер со статическим управлением
Схема триггера позволяет запоминать состояние логической схемы, но так как в начальный момент времени может возникать переходный процесс (в цифровых схемах этот процесс называется опасные гонки), то запоминать состояния логической схемы нужно только в определённые моменты времени, когда все переходные процессы закончены. То есть цифровые схемы требуют синхросигнала. Все переходные процессы должны закончиться за время периода синхросигнала.Для таких цифровых схем требуются синхронные триггеры.
Синхронный RS-триггер со статическим управлением (рис. 3) отличается от асинхронного наличием С-входа, на который поступают синхронизирующие (тактовые) сигналы.
Синхронный RS-триггер принимает состояние 1, если на входы С и S поступают уровни 1, или сохраняет единичное состояние при отсутствии единичных сигналов на входе С или R.
Схема синхронного триггера приведена на рисунке 5, а обозначение на принципиальных схемах на рисунке 6.
Синхронный RS-триггер с динамическим управлением
В синхронном RS-триггере с динамическим входом (рис. 7) информация воспринимается триггером со входов S и R при смене уровней С=1 на С=0.
JK-триггер
JK-тригггер (рис. 8) представляет собой двухступенчатый синхронный триггер. Закон функционирования JK-триггера задан в табл. 2.
| Входы | Выход | Состояние | |
|---|---|---|---|
| Jt | Кt | Qt+1 | |
| 1 | 0 | 1 | Запись 1 |
| 0 | 1 | 0 | Запись 0 |
| 0 | 0 | Qt | Хранение |
| 1 | 1 | Qt | Счетный режим |
На рис. 9 представлен синхронный JK-триггер с динамическим управлением и выводами предустановки S и R. Такой триггер изменяет состояние по фронту (переход от «0» к «1») тактового импульса на входе С.
Т-триггер
Т-триггер (счетный триггер) имеет один вход Т, куда подают тактирующие (счетные) импульсы. Функционирование T-триггера описывается диаграммой на рис. 10. После подачи каждого тактирующего импульса состояние Т-триггера меняется в обратное (инверсное) предыдущему состоянию.
Рис. 11- Условное графическое обозначение Т-триггера
D-триггер
D-триггер (от англ. delay) запоминает входную информацию при поступлении синхроимпульса.
Хранение информации в D-триггерах обеспечивается за счет синхронизации, поэтому все реальные D-триггеры имеют два входа: информационный D и синхронизации С (рис. 12). Под действием синхросигнала С информация, поступающая на вход D, принимается в триггер, но на выходе Q появляется с задержкой на один такт. В D-триггере с динамическим входом прием в триггер информации со входа D происходит в момент смены на входе С уровня 0 на уровень 1.
| C | D | Qt+1 |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Условное графическое обозначение D-триггера показано на рис. 13.
Так как информация на выходе остается неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защелкой. Легче всего объяснить появление этого названия по временной диаграмме, приведенной на рисунке 14.
Принципиально в этой схеме входной переходной процесс может беспрепятственно проходить на выход триггера. Поэтому там, где это важно, необходимо сокращать длительность импульса синхронизации до минимума. Чтобы преодолеть такое ограничение были разработаны триггеры, работающие по фронту. Схема такого триггера приведена на рисунке 15, а обозначение на принципиальных схемах на рисунке 16.
На рис. 17 представлено условное обозначение D-триггера микросхемы К155ТМ2, содержащей два D-триггера. Входы R и S выполняют те же функции, что и в RS-триггере.
D-триггер несложно преобразовать в счетный триггер, т. е. такой, состояние которого изменяется после поступления очередного импульса на счетный вход. Для обеспечения счетного режима необходимо вход D соединить с инверсным выходом триггера (рис. 18,а). Из логики работы D-триггера следует, что после прихода импульса на вход С состояние триггера будет изменяться на противоположное. Это иллюстрируется временными диаграммами, или эпюрами напряжений (рис. 18,б). Подобно таблице истинности, эпюры напряжений дают наглядное представление о работе устройства.
Необходимо отметить, что изменение состояния D-триггера данного типа происходит при изменении напряжения на счетном входе с низкого уровня на высокий. Такое изменение напряжения часто называют положительным перепадом напряжения или фронтом импульса. Реакцию триггера на положительный перепад напряжения отображают косой чертой, пересекающей линию входа С (рис. 18,а). Аналогично изменение напряжения с высокого уровня на низкий называют отрицательным перепадом напряжения, спадом или срезом импульса. На схемах это отображают также косой чертой, но повернутой на 90° относительно показанной на рисунке 18,а. В зависимости от своей внутренней структуры триггер реагирует или на положительный, или на отрицательный перепад напряжения.
Источники
Электроника © ЦДЮТТ • Марсель Арасланов • 2020
Тест по теме «Логика» (10 класс)
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Глава 5.
Технологии использования и разработки информационных систем (логика)
Для какого из указанных значений числа Х истинно выражение
Как называется устройство, выполняющее базовые логические операции?
Какое устройство используется для сложения одноразрядных двоичных чисел?
Какое состояние триггера хранит информацию?
Какое состояние триггера является запрещенным?
Как называется часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию?
А. логическая схема компьютера
B . логический элемент компьютера
Какой элемент обозначается такой структурной схемой?
Какая функция соответствует логической схеме?
Алеша, Боря и Гриша нашли в земле сосуд. Каждый из них высказал по два предположения.
Алеша: » Это сосуд греческий, V века».
Боря: » Это сосуд финикийский, III века».
Гриша: » Это сосуд не греческий, IV века».
Учитель истории сказал ребятам, что каждый из них прав только в одном
из двух своих предположений.
Где и в каком веке был изготовлен сосуд?
А. сосуд изготовлен в Греции в I V веке
D . сосуд изготовлен в Финикии в V веке
Трое свидетелей так рассказали о машине, которую они видели:
1-й свидетель: Это была Хонда черного цвета.
2-й свидетель: Это был Форд синего цвета.
3-й свидетель: Это Мерседес, но не синий.
Каждый из них был прав только в одном из своих утверждений.
Какая это была машина?
Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10 – 11 классов /
И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
Информатика: пособие для подготовки к ЕГЭ/ [Е.Т. Вовк,
Т.Б. Грацианова, Е.И. Гуревич и др.] – М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2009.
Информатика. Тестовые задания. / А.А. Кузнецов, В.И. Пугач,
Т.В. Дробудько, Н.В. Матвеева – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2006.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Курс профессиональной переподготовки
Математика и информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Тест » Технологии использования и разработки информационных систем
(логика)» 10 класс разработан по изучаемой теме «Логика». По опыту работы, я
поняла, тема «Логика» один из самых хорошо «усвояемых» учащимися тем
Тест содержит 10 вопросов, содержащихся в заданиях ЕГЭ и ГИА с
выделенными ответами. Для данного теста существует презентация, которая
может использоваться на интерактивном оборудовании. Тест может быть и использован
после изучения темы «Логика. Упрощение логических выражений. Законы логики»
Задачи могут быть использованы в качестве самостоятельного решения.
Номер материала: 285566
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
В Минобрнауки разрешили вузам продолжить удаленную работу после 7 ноября
Время чтения: 1 минута
Онлайн-конференция о дизайн-мышлении в современной дошкольной педагогике
Время чтения: 2 минуты
Кабмин утвердил список вузов, в которых можно получить второе высшее образование бесплатно
Время чтения: 2 минуты
СК предложил обучать педагогов выявлять деструктивное поведение учащихся
Время чтения: 1 минута
В Воронежской области ввели масочный режим в школах
Время чтения: 2 минуты
Жириновский предложил ввести в школах уроки полового воспитания
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Как хранится информация. Статическая память
Элемент памяти, называемый триггером представляет собой довольно интересную конструкцию.
Устройство триггера (RS-триггер)
В одном из вариантов это две функции Стрелка Пирса, соединенные между собой через обратные связи. Это то, что придает привычным вещам весьма необычные свойства. Триггер при воздействии нулей на его входы R и S может находиться в одном из двух стабильных состояний. Это состояние ноль на выходе Q и состояние один на выходе Q. Выход Q определяет состояние триггера. При этом на выходе не Q наблюдается сигнал, противоположный Q.
Стабильные состояния триггера
Действительно, если рассмотреть схему вместе с таблицами истинности, то по всей цепочке распространения сигнала мы не увидим никаких противоречий.
Вентиль стрелка Пирса
Вход R называется Reset или Сброс. Вход S называется Set или Установка. При включении питания состояние триггера может быть установлено случайным образом или в ноль или в единицу. Чуть позже коснемся подробнее этой темы, но случайность состояния триггера может приводить к ошибкам. Например, к так называемому использованию неинициализированной памяти.
Пошагово рассмотрим все режимы работы триггера.
Режим хранения
Начальное его состояние обозначим в таблице как Q прошлое. Как мы помним, состояний может быть два. Назовем любую единицу на входе триггера воздействием на него. Ноль это отсутствие воздействия. Для начала убираем всякое воздействие на триггер и видим, что состояние триггера не меняется.
Режим хранения триггера
Это полезный режим работы. Называется он — режим хранения.
Режим установки
Дальше воздействуем на триггер через вход установки. В этом случае состояние триггера установится в единицу какое бы состояние не было начальным. Этот полезный режим называется установкой.
Режим установки триггера
Режим сброса
Теперь воздействуем на элемент памяти через вход Reset. Как можно заметить, из любого прошлого состояния триггер переходит в нулевое состояние и этот полезный режим работы называется режим сброса.
Режим сброса триггера
Запрещенное состояние
Ради интереса выставим на входы все единицы одновременно. В большинстве учебников это состояние называется запрещенным, хотя ничего запрещенного в нем нет.
Так называемое, запрещенное состояние триггера
Просто в этом режиме нет никакой пользы. Рассмотренный триггер называется RS триггером по названию входных линий. Он является простым элементом памяти и служит основой для чуть более сложного.
D триггер
Немного улучшений в RS триггер придадут ему еще больше полезности. Для начала снабдим его управляющим входом C. Как можно заметить, этот вход через коньюнкцию отрывает ячейку памяти от внешних воздействий. Таким образом, без единицы на входе C триггер будет продолжать хранить информацию что бы ни происходило на входах. Такой триггер назовем синхронным RS триггером. Дальше оставим один вход D. Причем инвертируем его для подачи в то место где был сброс, оставим без изменения для подачи в то место, где была установка.
Модификация RS триггера до D триггера
Вот тут произойдет самое интересное. Теперь мы имеем возможность сохранять состояние сигнала D, это произойдет при подаче единицы на вход C. Действительно, если D было равно единице, то произойдет установка триггера. Если на D ноль, то произойдет сброс. Такой триггер называется D триггером.
Настоящий D триггер, используемый в цифровой схемотехнике работает не просто с высоким уровнем входа C, а в момент смены состояния уровня синхронного входа. В этом случае достигается максимальная синхронность., ведь сам момент смены это высокоскоростной физический процесс, который происходит за миллиардные доли секунды, учитывая все современные достижения науки и техники.
Устройство D триггера
Как можно заметить, D триггер теперь состоит из двух, но управляющий вход C в один из них приходит с инверсией, в другой в неизменном состоянии. Это позволяет при нулевом уровне C записать один бит в зеленую половину, но как только состояние C сменится на единицу, то содержимое зеленой половины запишется в красную. Такую работу называют работой триггера по переднему фронту тактирующего сигнала. Если инвертор перенести в красную часть, то триггер станет работать по заднему фронту тактирующего сигнала.
Параллельный регистр
В завершении нашего обзора стоит упомянуть, что соединять D триггеры можно как параллельно, так и последовательно. Если необходимо хранить не один бит, а двоичные коды из множества бит, то применяют параллельное соединение. Его называют регистром.
У косой черты обычно указывают сколько бит может хранить такая схема.
Сдвиговый регистр
Очень часто необходимо организовать последовательное движение бит один за одним. В этих задачах применяются последовательные соединения D триггеров.
Теперь у такой схемы на входе не двоичное слово, а один бит, но на выходе можно считать несколько хранящихся там бит одновременно. Обычно число таких бит написано около косой черты. Самое яркое применение такой конструкции это простая бегущая строка.
Поддержите статью репостом если понравилось и подпишитесь чтобы ничего не пропускать, а также посетите канал на YouTube c интересными материалами в формате видео.