Przerzutniki Przerzutnik jest najprostszym układem sekwencyjnym
Transkrypt
Przerzutniki Przerzutnik jest najprostszym układem sekwencyjnym
Przerzutniki Przerzutnik jest najprostszym układem sekwencyjnym, wykorzystywanym do zapamiętywania danych w każdym układzie przeznaczonym do przechowywania i przetwarzania informacji. Przerzutnik zdolny jest do zapamiętania jednego bitu informacji. Przerzutniki dzielą się na: – asynchroniczne, w których zmiana stanu wejść może spowodować natychmiastową zmianę stanu wyjść – synchroniczne, w których zmiana stanu wyjść może ulec zmianie wyłącznie w określonych jednostkach czasu (przerzutniki taktowe lub zegarowe) Przerzutniki stosowane w technice cyfrowej mają co najmniej dwa charakterystyczne wejścia i zwykle dwa wyjścia. Są to: – wejścia informacyjne (ozn. R-S, J-K,T,D) – wejście programujące ustawiające (S) * – wejście programujące zerujące ( R ) * – wejście zegarowe ( C ) * – wyjście proste (Q) – wyjście zanegowane (Q) * - wejścia niewymagane W przerzutnikach synchronicznych wpis (pojawienie się informacji na wyjściu) jest wyzwalany zboczem dodatnim lub ujemnym. Rodzaje przerzutników: a) RS Ma dwa wejścia informacyjne R-S i wejście zegarowe C oraz dwa wyjścia Q i Q. Stan wyjść jest zawsze przeciwny. Stan wejść R-S=11 jest logicznie zagrożony (w przerzutniku wykonanym z bramek NOR). S R Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 zagrożony b) JK Ma dwa wejścia informacyjne, wejście zegarowe C oraz może mieć wejścia programujące S i R. Nie występuje stan wejść logicznie zagrożony. J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn c) T (połączenie J i K w JK) Ma jedno wejście informacyjne T, wejście zegarowe C oraz może mieć wejścia programujące R i S. T Qn+1 0 Qn 1 Qn d) D Ma jedno wejście informacyjne D, wejście zegarowe C oraz może mieć wejścia programujące R i S T Qn+1 0 0 1 1 Liczniki Liczniki są układami sekwencyjnymi zbudowanymi z odpowiednio ze sobą połączonych przerzutników symetrycznych, najczęściej JK lub T. Ich zadaniem jest zliczanie i zapamiętywanie liczby impulsów na wejściach zliczających i przedstawienie wyników na wyjściach. Każdy licznik ma określoną pojemność zwaną długością cyklu (N) zależna od liczby przerzutników wchodzących w skład licznika (n) N=2n Podział liczników: a) ze względu na liczbę stanów występujących w jednym pełnym cyklu: – modulo N – licznik przechodzi przez wszystkie stany i cykl jest powtarzany – do N – licznik przechodzi przez wszystkie stany i zatrzymuje się na ostatnim, aby powtórzyć cykl należy wyzerować licznik b) ze względu na długość cyklu: – stałej długości cyklu – programowanej długości cyklu c) ze względu na kierunek zliczania: – jednokierunkowe (dodające lub odejmujące) – dwukierunkowe (dodające i odejmujące) d) ze względu na sposób oddziaływania impulsów: – asynchroniczne (szeregowe) – synchroniczne (równoległe) – asynchroniczno-synchroniczne W liczniku synchronicznym zliczane impulsy są podawane jednocześnie na wszystkie wejścia zegarowe wszystkich przerzutników wchodzących w skład licznika. W liczniku asynchronicznym zliczane impulsy są podawane tylko na jedno z wejść zegarowych przerzutników wchodzących w skład licznika, a zmiana stanu kolejnego przerzutnika odbywa się pod wpływem zmiany stanu poprzedniego przerzutnika. Najprostszym przykładem licznika szeregowego jest łańcuch połączonych ze sobą 3 przerzutników typu T z podpiętym na stałe wejściem T do logicznej jedynki. Innym przykładem jest licznik zbudowany z 3 przerzutników typu JK zliczającego w przód o długości cyklu 8. Wejścia logiczne przerzutnika JK są przyłączone do logicznej jedynki. Impuls wejściowy jest wprowadzany na wejście zegarowe (We) przerzutnika A. Wejścia zegarowe pozostałych przerzutników są podłączone do wyjść Q poprzednich przerzutników. W chwili początkowej wszystkie przerzutniki są w stanie 0. We (ilość impulsów) Wyjścia Q0 Q1 Q2 0 0 0 0 1 1 0 0 2 0 1 0 3 1 1 0 4 0 0 1 5 1 0 1 6 0 1 1 7 1 1 1 Rejestry Rejestr to układ sekwencyjny zbudowany z zespołu przerzutników, najczęściej synchronicznych typu D służący do zapamiętywania danych. Stosuje się je w układach, w których występuje potrzeba chwilowego zapamiętania niewielkiej ilości informacji binarnej. Liczba bitów informacji odpowiada liczbie zastosowanych przerzutników. Rodzaje rejestrów: a) szeregowe – informacja jest wpisywana szeregowo do rejestru (bit po bicie) i szeregowo wyprowadzana. b) równoległe – informacja jest wpisywana równolegle (wprowadzane jest całe słowo jednocześnie) i wyprowadzana równolegle. c) równoległo-szeregowy – wprowadzanie równoległe, wyprowadzanie szeregowe d) szeregowo-równoległy – wprowadzanie szeregowe, wyprowadzanie równoległe W rejestrach szeregowych istnieje konieczność przesuwania wprowadzonej informacji w kierunku starszych lub młodszych bitów. Stosuje się je z reguły jako układy pośredniczące między urządzeniami o różnym sposobie przetwarzania informacji i różnej szybkości pracy. Rejestry równoległe są stosowane przede wszystkim jako pomocnicze elementy pamięciowe o małej pojemności np. w układach wyświetlania informacji z liczników.