Цифровые схемы - Вьетнамки
В предыдущей главе мы обсуждали защелки. Это основные строительные блоки шлепанцев. Мы можем реализовать триггеры двумя способами.
В первом методе cascade two latchesтаким образом, что первая защелка активируется для каждого положительного тактового импульса, а вторая защелка активируется для каждого отрицательного тактового импульса. Так что комбинация этих двух защелок превратилась в триггер.
Во втором методе мы можем напрямую реализовать триггер, чувствительный к краям. В этой главе давайте обсудим следующиеflip-flops используя второй метод.
- SR Flip-Flop
- D Вьетнамки
- JK Вьетнамки
- T Вьетнамки
SR Flip-Flop
SR-триггер работает только с положительными или отрицательными тактовыми переходами. При этом защелка SR работает с разрешающим сигналом. Вcircuit diagram триггера SR показан на следующем рисунке.
Эта схема имеет два входа S и R и два выхода Q (t) и Q (t) '. Триггер SR работает аналогично SR Latch. Но этот триггер влияет на выходы только тогда, когда применяется положительный переход синхросигнала вместо активного разрешения.
В следующей таблице показаны state table триггера SR.
S | р | Q (t + 1) |
---|---|---|
0 | 0 | Q (т) |
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 удержание, сброс и установка, в зависимости от условий входа, когда применяется положительный переход тактового сигнала. В следующей таблице показаныcharacteristic table триггера SR.
Настоящие входы | Настоящее состояние | Следующее состояние | |
---|---|---|---|
S | R | 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 переменных K-Map, мы можем получить упрощенное выражение для следующего состояния Q (t + 1). Вthree variable K-Map для следующего состояния Q (t + 1) показано на следующем рисунке.
Максимально возможные группировки соседних уже показаны на рисунке. Следовательноsimplified expression для следующего состояния Q (t + 1) равно
$ Q \ left (t + 1 \ right) = S + {R} 'Q \ left (t \ right) $
D Вьетнамки
D-триггер работает только с положительными или отрицательными тактовыми переходами. При этом D-защелка работает с разрешающим сигналом. Это означает, что выход D-триггера нечувствителен к изменениям на входе D, за исключением активного перехода тактового сигнала. Вcircuit diagram D-триггера показан на следующем рисунке.
Эта схема имеет один вход D и два выхода Q (t) и Q (t) '. Работа D-триггера аналогична D-защелке. Но этот триггер влияет на выходы только тогда, когда применяется положительный переход синхросигнала вместо активного разрешения.
В следующей таблице показаны state table D триггер.
D | Qt + 1t + 1 |
---|---|
0 | 0 |
1 | 1 |
Следовательно, D-триггер всегда удерживает информацию, которая доступна на входе данных, D о более раннем положительном переходе тактового сигнала. Из приведенной выше таблицы состояний мы можем напрямую записать следующее уравнение состояния как
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,shift registers и некоторые счетчики.
JK Вьетнамки
JK flip-flop - это модифицированная версия триггера SR. Он работает только с положительными или отрицательными тактовыми переходами. Вcircuit diagram триггера JK показан на следующем рисунке.
Эта схема имеет два входа J и K и два выхода Q (t) и Q (t) '. Триггер JK работает аналогично триггеру SR. Здесь мы рассмотрели входы SR-триггера какS = J Q(t)’ и R = KQ(t) чтобы использовать модифицированный триггер SR для 4 комбинаций входов.
В следующей таблице показаны state table триггера JK.
J | K | Q (t + 1) |
---|---|---|
0 | 0 | Q (т) |
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 может использоваться для одной из этих четырех функций, таких как удержание, сброс, установка и дополнение текущего состояния на основе входных условий, когда применяется положительный переход синхросигнала. В следующей таблице показаныcharacteristic table триггера JK.
Настоящие входы | Настоящее состояние | Следующее состояние | |
---|---|---|---|
J | K | 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 переменных K-Map, мы можем получить упрощенное выражение для следующего состояния Q (t + 1). Three variable K-Map для следующего состояния Q (t + 1) показано на следующем рисунке.
Максимально возможные группировки соседних уже показаны на рисунке. Следовательноsimplified expression для следующего состояния Q (t + 1) равно
$$ Q \ left (t + 1 \ right) = J {Q \ left (t \ right)} '+ {K}' Q \ left (t \ right) $$
T Вьетнамки
T-триггер - это упрощенная версия JK-триггера. Это достигается подключением одного и того же входа «T» к обоим входам триггера JK. Он работает только с положительными или отрицательными тактовыми переходами. Вcircuit diagram T триггера показан на следующем рисунке.
Эта схема имеет один вход T и два выхода Q (t) и Q (t) '. T-триггер работает так же, как и JK-триггер. Здесь мы рассматривали входы триггера JK какJ = T и K = Tчтобы использовать модифицированный триггер JK для 2 комбинаций входов. Итак, мы исключили две другие комбинации J и K, для которых эти два значения дополняют друг друга в T-триггере.
В следующей таблице показаны state table T триггера.
D | Q (t + 1) |
---|---|
0 | Q (т) |
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 входных условий, когда применяется положительный переход тактового сигнала. В следующей таблице показаныcharacteristic table T триггера.
Входы | Настоящее 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 напрямую записать next state equation 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 T-триггера всегда переключается при каждом положительном переходе тактового сигнала, когда на входе T остается высокий логический уровень (1). Следовательно, T-триггер можно использовать вcounters.
В этой главе мы реализовали различные триггеры, обеспечив перекрестную связь между вентилями ИЛИ-НЕ. Точно так же вы можете реализовать эти триггеры, используя вентили NAND.