Дәріс. Тізбекті (последовательностные) құрылғылардың анализі мен синтезі
Дәріс мазмұны:типтік тізбекті сұлбалардың жұмысының анализі, тізбекті құрылғылардың синтезінің кезеңдері.
Дәріс мақсаттары:триггерлердің жұмысын зерттеу, типтік тізбекті сұлбалардың жұмыс істеу анализінің дағдыларын алу, соңғылық автоматтардың синтезінің әдістемесін үйрену.
Тізбекті құрылғы немесе соңғылық автомат –шығысы кірісінің қазіргі уақыттағы және одан алдын болған күйімен анықталатын құрылғы. 7-суретте Мур автоматы деп аталатын соңғылық автоматтың бір түрі көрсетілген.
7-сурет – Мур автоматының сұлбасы
7-суреттен көрініп тұрғандай соңғылық автомат комбинациялық құрылғыдан және триггер ретінде қолданылатын жады элементтерінен (ЖЭ) тұрады. Автомат жұмысын аналитикалық жағынан жазсақ
.
Соңғылық автоматтың синтезі типтің анықталуы мен жады элементтерінің саны және таңдап алынған базистегі комбинациялық құрылғының сұлбаларына келіп тіреледі.
Триггер – екі тұрақты күйі бар (1 және 2) ең қарапайым автомат және кірістік сигналдардың әсерінен бір күйден екінші күйге өте алады. Кірістік сигналдардың белгілі бір комбинацияларында триггер өз күйін өзгертпейді, яғни бір бит ақпаратты сақтай алады, осыған орай ол жадының жадының элементар ұяшығы және триггерлік жады құрылысын дайындауда жиі қолданылады.
Басқарылу түріне қарай триггерлер асинхронды, ауысуы тікелей кіріс сигналымен байланысты, және синхронды, ауысуы тек С кірісіне арнайы синхроимпульстің келуімен мүмкін болады. С кірістің статикалық және динамикалық басқарылуы болады. Бірінші жағдайда триггерлер С кірісіне логикалық 1 (тура кіріс) берген кезде ақпараттық сигналдарға жауап қайтарады (реагируют). Екінші жағдайда триггерлер С кірісінде сигналдың 0-ден 1-ге дейін (тура динамикалық кіріс) немесе 1-ден 0-ге дейін (инверсті динамикалық кіріс) өзгерген кездегі ақпараттық сигналдарды қабылдайды. Статикалық басқарылуы бар синхронды триггерлердың екісатылы құрылысы болуы мүмкін, сондықтан олар әрдайым синхроимпульстің артқы фронтымен іске қосылады.
Функционалды мүмкіншіліктері бойынша триггерлер тура немесе теріс кірісі бар асинхронды RS-триггер, универсалды синхронды JK-триггер, Т-триггер (санаушы триггер) және D-триггер (кідіріс триггері). 8-суретте сәйкесінше осы триггерлердің графикалық белгіленуі көрсетілген.
 | |||||||||
 |  |  |  | ||||||
8-сурет – Әртүрлі типті триггерлердің графикалық белгіленуі
8-суреттен көрініп тұрғандай барлық триггерлерде ыңғайлылық үшін екі кіріс қарастырылған: тура және теріс. Триггерлердің шығыстарын былай белгілейді: Q әріпімен – тура шығыс және 
- теріс шығыс.
S=1,R=0 кезінде тура кірістері бар RS-триггердің логикалық 1 күйіне ауысуы болады, ал логикалық 0 күйіне S=0, R=1 кезінде ауысады және S кірісі орнату кірісі деп аталады, ал R кірісі – тасталу (сброс). S=R=0 кезінде триггер 1 бит ақпарат сақтайды, ал S=R=1 комбинациясы – триггер белгісіздік күйінде болғандықтан тыйым салынған. Терістетілген кірістері бар RS-триггер барлығын керісінше жасайды.
JK-триггер кірістік ақпараттық сигналдарға тек тікбұрышты импульстардың С синхронизация кірісіне келген кезде ғана жауап қайтарады. JK-триггердің ауысуы J=S және K=R комбинацияларын қабылдай отырып, RS-триггердегі тура кірістері сияқты болады, бірақ J=R=1 комбинациясынан бөлек, себебі бұл комбинация кезінде триггер синхроинпульс келген кезде теріс күйге ауысады, себебі былай Т-триггер жұмыс істейді. Бұл JK-триггердің құрылу әдісінен T-триггердің құрылу әдісінің пайда болуы.
D-триггер D кірісінен 
шығысына С синхронизация кірісі берген кезекті синхроимпульстің келуіне дейін ақпараттық сигналдың өтуін тоқтата алады.
Триггерлерді тізбектей жалғау арқылы регистрелер мен екілік есептегіштер сияқты типтік тізбекті құрылғыларды жинаса болады. Бірінші жағдайда D-триггер, ал екіншісінде Т-триггер қолданылады.
Регистрлер жазу, сақтау және ақпаратты екілік код саны түрінде шығаруға арналған. Жаңа ақпаратты регистрге еңгізу жазу деп аталады, оны шығару – есептеу, ал нөлдік күйіне орнату – тастау (сброс). Егер жазу мен есептеу параллель жүргізілсе, яғни барлық разрядтарымен бірдей, онда регистр параллелді деп аталады. Бұл регистрлердің артықшылығы – жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу. Уақыт аралығында код тізбектей жазылып және есептелетін болса, яғни разряд артынан разряд, онда ол тізбектей. Осындай регистрлердің артықшылықтары – екілік ақпаратты оңға немесе солға жылжыту мүмкіншілігі.
Сандық есептегіш екілік деп аталады, егер оның санау коэффициенті ( 
) екі модуліне тең болатын болса, яғни 2,4,8 және т.б. Санау коэфициенті – бұл бастапқы күйіне қайту үшін есептегіштің кірісіне берілетін саналатын импульстер саны. Егер 
болса, есептегіш екілік емес деп аталады, мұндағы n – бүтін оң сан. Қосатын есептегіштің соңғы күйі нөлге тең, бірақ кезекті санаулы импульстің келуімен оның күйі 1-ге арта бастайды. Алатын есептегіштің соңғы күйі 
-ге тең, бірақ кезекті санаулы импульстің келуімен оның күйі 1-ге кеми бастайды. Реверсивтік есептегіштер қосу да, алу да режимінде жұмыс істей алады.
Регистр мен есептегіштердің типтік түрлерін әдетте сандық микросұлбалар түрінде шығарады. Типтік регистрлерді немесе есептегіштерді логикалық элементтер мен триггерлердің базасында синтездеуге болады. JK-триггері = 3 болатын базасындағы синхронды есептегіштің синтезін мысал ретінде қарастырайық.
1. = 3 синхронды есептегіш екі JK-триггерден тұратын екілік есептегіш негізінде құрылады. Себебі
n = ] log [ = ] log 3 [ » 2 ,
мұндағы n – есептегіштегі триггерлер саны;
]log [ - үлкен бүтін санға дейін жинақталған екілік логарифм.
2. Есептегіштің артық күйлерінің саны М =22 – = 4 – 3 = 1 тең, мұндағы: 22 - екілік есептегіштің тұрақты күйлерінің саны.
3. 9-суретте есептегіштің ауысымының графы мен JK-триггердің ауысымының матрицасының түрі көрсетілген.
Ауысым түрі Кіріс сигналдар
0 0 0 Ф
0 1 1 Ф
11 - артық күй(*) 1 0 Ф 1
Ф – факультативті күй 1 1 Ф 0
9-сурет – есептегіштің ауысымдар графы және JK-триггердің ауысымдарының матрицасы
4. Граф пен матрицаға сәйкес 3-кестені құрамыз.
3-кесте
| Q2 | Q1 | J2 | K2 | J1 | K1 | ||
 0
| Ф | Ф | |||||
| Ф | Ф | ||||||
| Ф | Ф |
5. 3-кестеде алынған қоздыру функцияларын 10-суретте көрсетілген Карно екі картасы арқылы минимизациялаймыз.
0 1 0 1
|
|
0 0 1 11
 |  |
1 1
10-сурет – төрт торға Карно карталары
6. 11-суретте синтезделетін есептегіштің минимизацияланған логикалық функциялар негізінде алынған жүзеге асыру схемасы көрсетілген.
1
|
|
| | |||||
 | |||||
 | |||||
Q2 
 |
Рисунок 11 – Схема недвоичного счетчика
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 2232;