Цифровые схемы - шлепанцы

В предыдущей главе мы обсуждали защелки. Это основные строительные блоки вьетнамки. Мы можем реализовать триггеры двумя способами.

В первом способе каскадируют две защелки таким образом, чтобы первая защелка включалась для каждого положительного тактового импульса, а вторая защелка включалась для каждого отрицательного тактового импульса. Так что комбинация этих двух защелок становится триггером.

Во втором методе мы можем напрямую реализовать триггер, который чувствителен к краям. В этой главе давайте обсудим следующие триггеры, используя второй метод.

  • SR Flip-Flop
  • D Триггер
  • JK Flip-Flop
  • T Триггер

SR Flip-Flop

Триггер SR работает только с положительными тактовыми переходами или отрицательными тактовыми переходами. Принимая во внимание, что защелка SR работает с разрешающим сигналом. Принципиальная электрическая схема триггера SR показана на следующем рисунке.

SR Flip-Flop

Эта схема имеет два входа S & R и два выхода Q (t) и Q (t) '. Работа триггера SR аналогична SR Latch. Но этот триггер влияет на выходы только тогда, когда вместо активного разрешения применяется положительный переход тактового сигнала.

В следующей таблице показана таблица состояний SR-триггера.

S р Q (t + 1)
0 0 Q (T)
0 1 0
1 0 1
1 1 -

Здесь Q (t) и Q (t + 1) представляют собой текущее состояние и следующее состояние соответственно. Таким образом, SR-триггер может использоваться для одной из этих трех функций, таких как Hold, Reset & Set, в зависимости от условий входа, когда применяется положительный переход тактового сигнала. Следующая таблица показывает таблицу характеристик SR триггера.

Представленные входы Современное состояние Следующее состояние
S р Q (T) Q (t + 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 Икс
1 1 1 Икс

Используя три переменные K-Map, мы можем получить упрощенное выражение для следующего состояния, Q (t + 1). Три переменные K-Map для следующего состояния, Q (t + 1), показаны на следующем рисунке.

3 переменная K карта следующего состояния

Максимально возможные группировки соседних уже показаны на рисунке. Следовательно, упрощенное выражение для следующего состояния Q (t + 1) имеет вид

$ Q \ left (t + 1 \ right) = S + {R} 'Q \ left (t \ right) $

D Триггер

D триггер работает только с положительными тактовыми переходами или отрицательными тактовыми переходами. Принимая во внимание, что D-защелка работает с разрешающим сигналом. Это означает, что вывод D триггера нечувствителен к изменениям на входе D, за исключением активного перехода тактового сигнала. Принципиальная схема D-триггера показана на следующем рисунке.

D Триггер

Эта схема имеет один вход D и два выхода Q (t) и Q (t) '. Работа D триггера аналогична D Latch. Но этот триггер влияет на выходы только тогда, когда вместо активного разрешения применяется положительный переход тактового сигнала.

В следующей таблице показана таблица состояний D триггера.

D Qt + 1t + 1
0 0
1 1

Следовательно, D триггер всегда содержит информацию, которая доступна на входе данных, D о более раннем положительном переходе тактового сигнала. Из приведенной выше таблицы состояний мы можем непосредственно записать следующее уравнение состояния в виде

Q (t + 1) = D

Следующее состояние D триггера всегда равно вводу данных, D для каждого положительного перехода тактового сигнала. Следовательно, D триггеры могут использоваться в регистрах, регистрах сдвига и некоторых счетчиках.

JK Flip-Flop

JK-триггер - модифицированная версия SR-триггера. Он работает только с положительными переходами часов или отрицательными переходами часов. Принципиальная электрическая схема триггера JK показана на следующем рисунке.

JK Flip-Flop

Эта схема имеет два входа J & K и два выхода Q (t) и Q (t) '. Работа JK триггера аналогична SR триггеру. Здесь мы рассмотрели входы триггера SR как S = JQ (t) ' и R = KQ (t) , чтобы использовать модифицированный триггер SR для 4 комбинаций входов.

В следующей таблице показана таблица состояний JK-триггера.

J К Q (t + 1)
0 0 Q (T)
0 1 0
1 0 1
1 1 Q (T)»

Здесь Q (t) и Q (t + 1) представляют собой текущее состояние и следующее состояние соответственно. Таким образом, триггер JK можно использовать для одной из этих четырех функций, таких как «Удержание», «Сброс», «Установить и дополнить текущее состояние» на основе условий ввода, когда применяется положительный переход тактового сигнала. В следующей таблице показана таблица характеристик JK-триггера.

Представленные входы Современное состояние Следующее состояние
J К Q (T) Q (T + 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 1 0

Используя три переменные K-Map, мы можем получить упрощенное выражение для следующего состояния, Q (t + 1). Три переменные K-Map для следующего состояния Q (t + 1) показаны на следующем рисунке.

JK 3 Переменная K-Map

Максимально возможные группировки соседних уже показаны на рисунке. Следовательно, упрощенное выражение для следующего состояния Q (t + 1) имеет вид

$$ Q \ left (t + 1 \ right) = J {Q \ left (t \ right)} '+ {K}' Q \ left (t \ right) $$

T Триггер

T-триггер - это упрощенная версия JK-триггера. Он получается путем подключения одного и того же входа «T» к обоим входам триггера JK. Он работает только с положительными переходами часов или отрицательными переходами часов. Принципиальная электрическая схема T-триггера показана на следующем рисунке.

T Триггер

Эта схема имеет один вход T и два выхода Q (t) и Q (t) '. Операция T триггера такая же, как и у JK триггера. Здесь мы рассмотрели входные данные JK-триггера как J = T и K = T , чтобы использовать модифицированный JK-триггер для 2 комбинаций входов. Итак, мы исключили две другие комбинации J & K, для которых эти два значения дополняют друг друга в T-триггере.

В следующей таблице показана таблица состояний T-триггера.

D Q (t + 1)
0 Q (T)
1 Q (T)»

Здесь Q (t) и Q (t + 1) представляют собой текущее состояние и следующее состояние соответственно. Таким образом, T-триггер может использоваться для одной из этих двух функций, таких как «Удержание» и «Дополнение текущего состояния» на основе условий ввода, когда применяется положительный переход тактового сигнала. Следующая таблица показывает таблицу характеристик T триггера.

входные Современное состояние Следующее состояние
T Q (T) Q (t + 1)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Из приведенной выше таблицы характеристик мы можем непосредственно записать следующее уравнение состояния в виде

$$ Q \ left (t + 1 \ right) = {T} 'Q \ left (t \ right) + TQ {\ left (t \ right)}' $$

$$ \ Rightarrow Q \ left (t + 1 \ right) = T \ oplus Q \ left (t \ right) $$

Выход триггера T всегда переключается для каждого положительного перехода тактового сигнала, когда вход T остается на высоком логическом уровне (1). Следовательно, T триггер может быть использован в счетчиках .

В этой главе мы реализовали различные триггеры, обеспечив перекрестную связь между вентилями NOR. Точно так же вы можете реализовать эти триггеры с помощью вентилей NAND.