PA2-8-przerzutniki synchron

Podstawy Automatyki
Człowiek- najlepsza inwestycja
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Politechnika Warszawska
Instytut Automatyki i Robotyki
Dr inż. Wieńczysław Kościelny
PODSTAWY AUTOMATYKI
część 2
Przerzutniki synchroniczne
Przerzutniki synchroniczne
Podstawowymi rodzajami przerzutników synchronicznych są:
przerzutniki D (ang. delay flipflop),
przerzutniki T (ang. toggle flipflop),
przerzutniki SR (ang. S – set, R - reset),
przerzutniki JK (J – wejście wpisujące (set), K – wejście
zerujące (reset)).
Podobnie jak w przypadku przerzutników asynchronicznych,
przerzutniki synchroniczne realizują funkcję wyjść y  Q .
Dlatego działanie poszczególnych przerzutników jednoznacznie
definiuje odpowiednia tablica przejść.
3
Przerzutniki synchroniczne
Działanie układu synchronicznego można rozpatrywać jedynie na tle
przebiegu sygnału zegarowego.
Stan wewnętrzny układu synchronicznego i odpowiadający mu stan
wyjść nie zmienia się w czasie trwania okresu sygnału zegarowego.
Stan wewnętrzny i stan wyjść układu synchronicznego istniejący w
aktualnie trwającym okresie sygnału zegarowego będziemy oznaczać
odpowiednio Qn i Yn, a w następnym Qn+1 i Yn+1.
Zmiany stanu wewnętrznego układu synchronicznego mogą
dokonywać się:
- w chwilach narastania impulsów sygnału zegarowego; mówi się,
że są to układy synchronizowane narastającym zboczem sygnału
zegarowego lub
- w chwilach zanikania impulsów sygnału zegarowego; mówi się,
że są to układy synchronizowane opadającym zboczem sygnału
zegarowego.
4
Przerzutniki synchroniczne
Stany układu synchronicznego synchronizowanego narastającym
zboczem sygnału zegarowego.
Stan wejść Xn układu synchronicznego to stan sygnałów
wejściowych w końcowej chwili trwania stanu wewnętrznego Qn.
Sygnał
zegarowy
Q n 1 ,
Q n ,Y n
Y n 1
Xn
5
Przerzutniki synchroniczne
Stany układu synchronicznego synchronizowanego opadającym
zboczem sygnału zegarowego.
Stan wejść Xn układu synchronicznego to stan sygnałów
wejściowych w końcowej chwili trwania stanu wewnętrznego Qn.
Sygnał
zegarowy
Q n 1 ,
Q n ,Y n
Y n 1
Xn
6
7
Przerzutnik D
Przerzutnik D
Q
n
D
0
1
0
0
1
1
0
1
sygnał wejściowy D
Qn+1
sygnał zegarowy c
Q y
Przykładowy przebieg sygnałów
przerzutnika D
Symbol przerzutnika D
8
Przerzutniki synchroniczne D i T
Przerzutnik D – tablica
przejść i macierz przejść
Q
n
D
0
1
0
0
1
1
0
1
Q n  Q n 1 D
00
0 1
11
1 0
Qn+1
Przerzutnik T – symbol, tablica
przejść i macierz przejść
Qn
0
1
Q n  Q n 1 T
T 0
1
0
1
1
0
Qn+1
00
0 1
11
1 0
0
1
0
1
0
1
1
0
9
Przerzutnik synchroniczny SR
Przerzutnik SR – symbol, tablica przejść, macierz przejść
SR
Qn
Q n  Q n 1 SR
00 01 11 10
0
0
0
-
1
1
1
0
1
Qn+1
00
0 1
11
1 0
0
10
0
01
10
Przerzutnik synchroniczny JK
Przerzutnik JK – symbol, tablica przejść, macierz przejść
JK
Qn
0
1
Q n  Q n 1 JK
00 01 11 10
0
1
0
0
1 1
0 1
Qn+1
00
0 1
11
1 0
0
1
0
1
Przerzutniki synchroniczne
Metody synchronizacji przerzutników:
 synchronizacja szerokością impulsu sygnału zegarowego,
 synchronizacja dwustopniowa,
 synchronizacja zboczem impulsu sygnału zegarowego.
Synchronizacja szerokością impulsu sygnału zegarowego
0 1
bramkowany przerzutnik wz
11
12
Przerzutniki synchroniczne
Synchronizacja dwustopniowa – przerzutniki typu „master-slave”
przerzutnik SR
symbol
przerzutnik JK
symbol
Przerzutniki synchroniczne
W przerzutnikach o synchronizacji dwustopniowej zmiany stanu
wewnętrznego dokonują się na opadających zboczach sygnału
zegarowego, co na symbolach takich przerzutników oznacza się
kropką lub trójkątem przy sygnale zegarowym.
13
14
Przerzutniki synchroniczne
Synchronizacja zboczem impulsu sygnału zegarowego
Przerzutniki synchronizowane zboczem impulsu sygnału
zegarowego są projektowane jako układy asynchroniczne
z uwzględnieniem istnienia sygnału zegarowego.
sygnał zegarowy c
c
D
układ
asynchroniczny
sygnał D
y
sygnał wyjściowy
Q y
15
Przerzutniki synchroniczne
Przerzutniki złożone
Przykładowy schemat złożonego przerzutnika JK
symbol
Przerzutniki synchroniczne
Przerzutniki złożone
Przykładowy schemat złożonego przerzutnika D
D
symbol
16
Przerzutniki synchroniczne
Struktura przerzutników złożonych
17
Przerzutniki synchroniczne
Przykładowe przebiegi sygnałów automatu sterującego złożonego
przerzutnika D
18