Òðèãåðû
Atliko: Jevgenij Sakin ir Pui?yt? Dovil? gr.: if – 2
TRIGERIAI IR TRIGERIN?S SCHEMOS
Kombinacini? logini? schem? (angl. – combinational logic) ??jim?
signalai vienareik?mi?kai nustato j? i??jim? signalus. ?ioms schemoms
neegzistuoja praeitis. Tik ?gijusios atmint? login?s schemos gali kaupti
patirt? ir priimti protingus sprendimus. Schemoje ?k?nyta atminties l?stel?
– tai trigeris; protingos login?s schemos – trigerin?s schemos. Protingi
?i? schem? sprendimai yra praeityje ?simintos informacijos pasekm?, tad
trigerin?s schemos dar vadinamos sekvencin?mis (lotyni?kai sequentio –
pasekm?). Ir angli?kai trigerin?s login?s schemos da?niausiai apibr??iamos
s?voka – sequential logic.
KOMBINACIN?S IR TRIGERIN?S SCHEMOS.
ATMINTIES L?STEL?
?iame skyriuje sudarysime kombinacini? ir trigerini? schem?
strukt?rines schemas ir aptarsime j? ypatybes. Sudarysime elementariosios
atminties l?stel?s schem? ir i?siai?kinsime jos veikim?.
Kombinacin?s ir trigerin?s login?s schemos
Kombinacini? logini? schem? strukt?rin? schema
Jau min?jome, kad kombinacini? logini? schem? i??jim? signalus
nustato tik tuo metu veikiantys ??jimo signalai. Grie?tai kalbant, ?is
apibr??imas galioja tik idealioms kombinacin?ms schemoms, nev?linan?ioms
logini? signal?. Realiose kombinacin?se schemose i??jimo signalai ?iek tiek
v?luoja ??jimo signal? at?vilgiu. Tai matyti i? realios kombinacin?s
schemos strukt?rin?s schemos, parodytos 1 paveiksle. ?iame paveiksle ideali
kombinacin? schema nev?lindama ??jimo signal? I1, I2, ..., In ?vykdo
schemos nustatytas logines funkcijas F1, F2, ..., Fm. Kiekvieno naujo
??jimo signal? derinio nustatytos ?i? funkcij? reik?m?s pasiekia realios
kombinacin?s schemos i??jimus tik po tam tikr? v?linimo laik? (t1, (t2,
..., (tm . V?linimo laikas (ti – tai funkcijos fi naujos reik?m?s
did?iausias v?linimo laikas; jis atitinka t? ??jimo signal? derin?, kuriam
veikiant (ti yra maksimalus.
Pateiksime ?simintin? apibr??im?:
[pic]
1 pav. Realios kombinacin?s login?s schemos
strukt?rin? schema
f – tai F po (t .
?odin? ?io apibr??imo interpretacija b?t? tokia: f – tai nauja (atitinkanti
nauj? ??jimo signal? derin?) login?s funkcijos F reik?m?, kuri pasieks
realios schemos i??jim? tik po laiko (t. Kol laikas (t nesibaig?, schemos
i??jime dar yra ?i login?s funkcijos reik?m? f ; pasibaigus v?linimo laikui
?i? funkcijos reik?m? f pakeis kita funkcijos reik?m? F.
Aptartosios s?vokos n?ra da?nai taikomos, kai kalbama apie
kombinacines schemas, ta?iau jos yra pamatin?s, ai?kinant trigerini?
logini? schem? veikim?. Svarbu dar ir tai, kad ?ios s?vokos padeda
pasteb?ti pana?um? tarp reali? kombinacini? schem? ir trigerini? schem?.
Po laiko (t ( (timax realios kombinacin?s schemos i??jimuose nusistovi
stabilios, nekintan?ios iki kito ??jimo signal? derinio, logini? funkcij?
reik?m?s
fi (I1, I2, ..., In) = Fi (I1, I2, ..., In).
Kombinacin?s login?s schemos dirbs be klaid?, jei nauji signal?
deriniai j? ??jimuose atsiras tik po to, kai schemos i??jimuose nusistov?s
stabilios logini? funkcij? reik?m?s, tai yra, bent po laiko (timax .
Trigerini? logini? schem? strukt?rin?s schemos
Aptardami trigerines schemas vietoje gana ilgo termino " trigerio ar
trigerin?s schemos i??jim? signal? reik?m?s" naudosime trumpesn? pla?iai
taikom? termin? "trigerio ar trigerin?s schemos i??jim? b?viai".
Trigerini?, arba sekvencini?, logini? schem? i??jim? b?vius nustato ne
tik tuo metu veikiantys i?oriniai ??jim? signalai, bet ir gr??tamojo ry?io
signalai, kurie priklauso nuo schemos atminties ?tais? b?vi?. Da?nai
i?oriniai ??jim? signalai vadinami pirminiais ??jim? signalais (angl. –
external, arba primary, inputs), o gr??tamojo ry?io – vidiniais, arba
antriniais, ??jim? signalais (angl. – feedback signals, state, arba
secondary, inputs).
Skiriamos sinchronin?s ir asinchronin?s trigerin?s login?s schemos
(angl. – synchronous or clock mode sequential logic; asynchronous
sequential logic).
Sinchronin?s trigerin?s login?s schemos strukt?rin? schema parodyta 2
paveiksle. Reik?t? ?sid?m?ti ? ?i? schem? ?ra?ytus terminus. ?vairius
??jimo signal? pavadinimus jau aptar?me. Periodinius sinchronizuojan?ius
arba, valdan?iuosius, signalus (angl. – control inputs) sukuria sistemos
sinchronizuojan?i?j? impuls? generatorius, arba sistemos valdantysis
generatorius (angl. – system clock).
[pic]
2 pav. Sinchronin?s trigerin?s login?s schemos strukt?rin? schema
Sinchronin?se trigerin?se login?se schemose da?niausiai naudojami
atminties ?taisai yra dinaminiai trigeriai, kurie gali keisti savo b?vius
tik sinchronizuojan?iojo impulso priekinio fronto metu. Tai rei?kia, kad
kombinacin?s login?s schemos sukurti ?adinimo signalai nekei?ia dinamini?
trigeri? b?vi? iki sinchronizuojan?iojo impulso priekinio fronto, tai yra
kito takto prad?ios. Tik po to ?adinimo, arba kito b?vio signalai, tampa
trigeri? ?i? b?vi? signalais schemos i??jimuose. Patek? ? kombinacin?s
schemos ??jimus kaip gr??tamojo ry?io signalai, jie kartu su i?oriniais
??jim? signalais formuoja naujus ?adinimo signalus.
Sinchronines trigerines logines schemas patogu projektuoti suskaidant
laik? ? taktus ir apra?ant ?vykius schemoje kiekvieno takto metu. ?ios
schemos dirba be klaid?, jei tenkinami du reikalavimai:
– prie? prasidedant kiekvienam naujam taktui, schema turi b?ti
stabiliame b?vyje: turi nek?sti ??jimo signalai ir b?ti nusistov?j?
loginiai lygiai ir kombinacini? schem?, ir trigeri? i??jimuose;
– po kiekvieno naujo takto prad?ios, i?oriniai ??jimo signalai nors
trump? laik? turi i?likti nepakit?.
Laikas prie? kiekvieno takto prad?i? (3 pav.) vadinamas parengties,
arba nustatymo, laiku tsu (angl. – setup time), laikas po kiekvieno takto
prad?ios – ?tvirtinimo, arba i?laikymo, laiku (angl. – hold time).
[pic]
3 pav. Sinchronini? trigerini? schem? parengties (tsu) ir ?tvirtinimo
laikai (th)
Asinchronin?s trigerin?s login?s schemos strukt?rin? schema skirt?si
nuo 2 paveikslo schemos tik tuo, kad joje neb?t? sinchronizuojan?i?
signal?. Asinchronin?s trigerin?s login?s schemos veikia be klaid?, jei,
prie? paduodant kiekvien? i?orin? ??jimo signal?, schemoje visi b?viai esti
nusistov?j?, ir tuo pat metu kei?iasi tik vieno i? i?orini? ??jim?
signalas.
Asinchronines trigerines schemas projektuoti sunkiau, tod?l jos
naudojamos tik tuomet:
– kai sinchronin?s schemos yra nepakankamai spar?ios;
– kai schema apdoroja pavienius neperiodinius ir nesinchronizuotus
loginius signalus;
– kai d?l koki? nors prie?as?i? (pavyzd?iui, ribotos autonominio
maitinimo ?altinio galios) sinchronizuojan?i? signal? neformuoja.
Trigerin?s login?s schemos da?nai vadinamos sinchroniniais arba
asinchroniniais (nelygu kokia trigerin? schema) b?vi? automatais. Kartais
vartojamas ir kitas terminas – sinchroniniai arba asinchroniniai b?vi?
generatoriai (angl. – synchronous arba asynchronous state machine).
Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel?
Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? – kiekvieno trigerio
svarbiausioji dalis. Sudarysime ?ios l?stel?s elektrin? principin? ir
login? schemas, i?siai?kinsime j? veikim? ir ypatybes.
[pic]
4 pav. Pirmasis dviej? b?vi? atminties l?stel?s schemos variantas
Dviej? b?vi? atminties l?stel?s schem? sudaro du var?inio stiprintuvo
laipsniai, kuriuose sudarytas teigiamas gr??tamasis ry?ys tarp antrojo
laipsnio i??jimo ir pirmojo laipsnio ??jimo (9.4 pav.).
?i? schem? galima apib?dinti ir taip: tai dviej? laipsni?
stiprintuvas, kurio kiekvieno laipsnio i??jimas sujungtas su kito laipsnio
??jimu. Ta?iau da?niausiai teikiamas ?itoks apibr??imas: tai du var?inio
stiprintuvo laips-
[pic]
5 pav. Pagrindin? atminties l?stel?s schema
niai, kuriuose sudarytas kry?minis gr??tamasis ry?ys tarp i??jim? ir
??jim?.
Pagal ?? paskutin?j? apra?ym? perbrai?yta 4 paveikslo schema parodyta
5 paveiksle. Galimi du ir tik du stabil?s ?ios schemos b?viai. Tarkime, kad
tranzistorius VT1 yra atviras. Tuomet atviro tranzistoriaus kolektoriaus
?emas ?tampos lygis palaiko u?dar? tranzistori? VT2. Auk?tas u?daro
tranzistoriaus VT2 kolektoriaus ?tampos lygis palaiko atvir? tranzistori?
VT1. Toks b?vis – atviras VT1 ir u?daras VT2 – yra stabilus ir gali trukti
tol, kol nei?jungsime maitinimo ?tampos.
Galimas ir kitas stabilusis b?vis, kai atviras yra tranzistorius VT2.
Tuomet ?emas ?io tranzistoriaus kolektoriaus ?tampos lygis laiko u?dar?
tranzistori? VT1, o ?io auk?tas kolektoriaus ?tampos lygis – atvir?
tranzistori? VT2. Ir ?is b?vis – u?daras VT1 ir atviras VT2 – trunka tol,
kol nei?jungiama maitinimo ?tampa.
B?vis, kai abu tranzistoriai u?dari, negalimas, nes bet kurio u?daro
tranzistoriaus auk?tas kolektoriaus ?tampos lygis tuojau pat atidaryt? kit?
u?dar? tranzistori?.
B?vis, kai abu tranzistoriai praviri, galimas, bet nestabilus, nes
ma?iausias bet kurio tranzistoriaus kolektoriaus ?tampos ar srov?s pokytis
nustato vien? i? stabili?j? schemos b?vi?. Aptarkime, kaip tai vykt?. Abu
tranzistoriai gali b?ti praviri tik tuomet, kai jais teka nekintan?ios
vienodo stiprumo srov?s. Tarkime, kad ka?kuriuo laiko momentu
tranzistoriaus VT1 srov? ?iek tiek padid?jo. To prie?astis gali b?ti net ir
chaoti?kas sudaran?i? srov? elektron? jud?jimas. Padid?jusi VT1
kolektoriaus srov? ?iek tiek padidina ?tampos kritim? rezistoriuje R1,
tod?l VT1 kolektoriaus ?tampa truput? suma??ja ir pridaro tranzistori? VT2,
o tai, savo ruo?tu, padidina jo kolektoriaus ?tamp?. Padid?jusi VT2
kolektoriaus ?tampa dar labiau stiprina tranzistoriaus VT1 srov? ir ma?ina
jo kolektoriaus ?tamp?. ?itoks gri?ties procesas labai greitai tranzistori?
VT1 ?sotina, o tranzistori? VT2 u?daro – schema pereina ? vien? i? dviej?
stabili?j? b?vi?.
Tranzistori? kolektori? ?tampos visuomet esti inversin?s viena kitos
at?vilgiu: atvirojo tranzistoriaus kolektoriaus ?tampos lygis ir loginis
lygis yra ?emas, u?darojo – auk?tas.
[pic]
6 pav. Dviej? b?vi? atminties
l?stel?s login? schema
Schema, kurioje galimi tik du stabil?s b?viai, naudojama kaip
atminties l?stel? vieno bito informacijai saugoti. Tokia atminties l?stel?
dar n?ra trigeris, nes jos ??jimai, tranzistori? baz?s, tiesiogiai susieti
su i??jimais – tranzistori? kolektoriais. Trigeriuose ??jimai ir i??jimai
turi b?ti atskirti.
Dviej? b?vi? atminties l?stel?s login? schem? sudaro tik du loginiai
elementai. 5 paveikslo schemoje nesunku ??i?r?ti du inverterius. Kiekvieno
inverterio i??jimas sujungtas su kito inverterio ??jimu – tai ir parodyta
atminties l?stel?s login?je schemoje 6 paveiksle.
BAZINIAI TRIGERIAI IR J? APRA?YMAS
Loginis ?taisas, turintis du ir tik du stabilius b?vius, ir du
inversinius vienas kito at?vilgiu i??jimus, vadinamas trigeriu (angl.
trigger – ?autuvo gaidukas). Kiekvieno ir sud?tingo, ir paprasto trigerio
pagrind? sudaro vienas i? dviej? bazini? trigeri?. ?iame skyriuje labai
detaliai i?nagrin?sime t? bazini? trigeri? schemas ir j? apra?ymo b?dus.
Tik labai gerai i?siai?kin? papras?iausi? trigeri? veikim?, gal?sime
s?kmingai analizuoti sud?tingus trigerius ir trigerines schemas.
Bazinis SR trigeris
[pic]
7 pav. Bazinio SR trigerio elektrin? principin? schema
Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? tampa trigeriu, kai joje
sudaromi atskirti vienas nuo kito ??jimai ir i??jimai. Jei ? schem? 5
paveiksle lygiagre?iai kiekvienam tranzistoriui ?jungsime dar po vien?
tranzistori?, turint? bendr? kolektoriaus apkrov? su ankstesniuoju
tranzistoriumi, gausime bazinio trigerio schem?, parodyt? 7 paveiksle.
Paprastai vienas tokio trigerio ??jimas vadinamas nustatymo, arba ?ra?ymo,
??jimu (angl. – set), kitas – numetimo, arba i?trynimo, ??jimu (angl. –
reset). Pagal angli?k?j? ??jim? pavadinim? pirm?sias raides S ir R ?is
trigeris vadinamas SR trigeriu.
Trigeri? i??jimai paprastai ?ymimi raid?mis Q ir Q. Tiesioginiu
trigerio i??jimu Q laikomas tas i??jimas, kuriame gaunamas ??jimo S
signalas. Sakoma, kad trigeris yra nustatytas ? loginio 1 b?v?, arba
?ra?ytas (set), kai i??jimo Q loginis lygis yra auk?tas: Q = 1. Trigeris
yra nustatytas ? 0 b?v?, arba i?trintas (reset), kai Q = 0.
I?nagrin?sime schemos, parodytos 7 paveiksle, veikim?. Tegul ?ios
schemos ??jimas IN1 yra S ??jimas, o IN2 – R. Kadangi schema simetri?ka,
??jimus galime pasirinkti laisvai, ta?iau pasirinkt? ??jim? signalus turi
atitikti tik tam tikr? i??jim? signalai. Tarkime, kad signalai ??jimuose
?itokie: S = 1, R = 0. Auk?ta ??jimo IN1 ?tampa atidaro tranzistori? VT1
ir, nepriklausomai nuo to, atviras ar u?daras VT2, sukuria ?em? VT1
kolektoriaus ?tamp?. ?is ?emas ?tampos lygis u?daro tranzistori? VT3. ?emas
??jimo IN2 loginis lygis R = 0 u?daro tranzistori? VT4. Jei ir VT3 ir VT4
u?dari, j? kolektoriaus potencialas lygus maitinimo ?altinio ?tampai. Tai
esti auk?tas ?tampos lygis, kuris atidaro tranzistori? VT2. Taigi ??jim?
signalai S = 1 ir R = 0 atidaro VT1 ir VT2 bei u?daro VT3 ir VT4: nustato
?em? ??jimo I?1 ?tampos lyg? ir auk?t? i??jimo I?2 ?tampos lyg?. Pagal
anks?iau suformuluot? taisykl?, kad i??jimas Q yra tas i??jimas, kuriame
pakartojamas S ??jimo signalas, darome i?vad?, kad SR trigeryje tiesioginis
i??jimas Q yra i??jimas I?2, o inversinis i??jimas Q yra i??jimas I?1.
I?nagrin?kime atvej?, kai po logini? signal? S = 1 ir R = 0,
atidariusi? tranzistorius VT1 ir VT2 bei u?dariusi? tranzistorius VT3 ir
VT4, ? bazinio SR trigerio schem? paduodami signalai S = 0 ir R = 0. Nors
?emas ??jimo S ?tampos lygis ir u?daro tranzistori? VT1, jo kolektoriaus
potencialas lieka ?emas, nes VT2 yra atviras – tai garantuoja auk?ta u?dar?
tranzistori? VT3 ir VT4 kolektori? ?tampa. Taip pat, jei ??jimo signalai S
= 0 ir R = 0 patenka ? triger? po signal? S = 0 ir R = 1, tai tranzistoriai
VT1 ir VT2 lieka u?dari, o tranzistoriai VT3 ir VT4 – atviri. Tad galime
daryti i?vad?, kad signalai S = 0 ir R = 0 nekei?ia prie? tai buvusio
trigerio b?vio.
Liko neaptartas paskutinysis ??jimo signal? rinkinys: S = 1 ir R = 1.
Kol ?ie signalai veikia, ir tranzistorius VT1, ir tranzistorius VT4 yra
atviri, tod?l i??jimuose Q ir Q gaunama ?ema ?tampa. Nustojus veikti tiems
??jimo signalams, ma?iausias ?tampos ar srov?s pokytis gali pervesti
triger? ? vien? i? dviej? vienodai tik?tin? stabili? b?vi?: arba VT1 ir VT2
u?sidaro, o VT3 ir VT4 lieka atviri, arba VT1 ir VT2 lieka atviri, o VT3 ir
VT4 u?sidaro. Signal? rinkinys S = 1 ir R = 1 yra ?iam trigeriui
draud?iamas, nes, pirma, kol ?ie signalai veikia, tol Q = Q = 0, o tai
neatitinka trigerio apibr??imo – trigeris nustoja buv?s trigeriu. Antra,
kai ?ie signalai baigiasi, trigeryje nusistovi atsitiktinis i? anksto
nenusp?jamas b?vis. I?skyrus kai kuriuos atvejus, tokia situacija
nepriimtina nei trigeriuose, nei schemose su trigeriais.
Sudarysime SR trigerio login? schem?. Nesunku pasteb?ti, kad 7
paveikslo schem? sudaro du loginiai elementai 2ARBA-NE su kry?miniais
gr??tamaisiais ry?iais: kiekvieno loginio elemento i??jimas sujungtas su
kito elemento ??jimu.
Trigerio tiesioginis i??jimas Q yra i??jimas to loginio elemento, ? kur?
ateina ??jimo signalas R. Inversinis trigerio i??jimas Q yra i??jimas to
loginio elemento, ? kur? ateina ??jimo signalas S. Taip sudaryta bazinio SR
trigerio login? schema parodyta 8 paveiksle.
[pic]
8 pav. Bazinio SR
trigerio login? schema
Pa?ym?sime, kad sudarytoji schema, kaip ir kiekviena login? schema,
veikia nepriklausomai nuo loginio elemento atmainos: TRTL, TTL, nMOP, KMOP
ar kitos. Parinktoji logika tik apibr??ia trigerio parametrus: veikimo
spart?, vartojam? gali?, atsparum? trikd?iams ir pana?iai. Kadangi ?vairi?
logini? element? principini? schem? atmainas ir j? savybes i?samiai
nagrin?jome antrojoje knygos dalyje, trigerius ir trigerines schemas
nagrin?sime tik sudaryt? i? logini? element? logini? schem? arba dar labiau
apibendrint? funkcini? schem? lygmenyje. Pastarosios schemos sudaromos i?
sud?tingesni? u? loginius elementus funkcini? mazg?.
Aptarsime bazinio SR trigerio veikim? logini? element? lygmenyje.
Prie? tai prisiminkite, kad "stiprusis" signalas, vienareik?mi?kai
nustatantis b?v? loginio elemento ARBA (taip pat ir loginio elemento ARBA-
NE) i??jime, yra loginis vienetas arba auk?tas ?tampos lygis. Vadinasi, kai
login?s schemos ??jimuose yra signal? rinkinys S = 1 ir R = 0, signalas S =
1 vienareik?mi?kai nustato Q = 0. Signalai R = 0 ir Q = 0 savo ruo?tu
nustato Q = 1.
??jimo signal? rinkinys S = 1 ir R = 1 SR trigeriui yra draud?iamas,
nes jis vienareik?mi?kai nustato ?io trigerio i??jimuose Q = Q = 0.
8 paveiksle parodytas bazinis SR trigeris dar vadinamas baziniu ARBA-
NE trigeriu, ?itaip pabr??iant, kad jis yra sudarytas i? logini? element?
ARBA-NE (angl. – basic S-R latch; S-R NOR latch arba NOR latch; ?ia
pa?ym?sime, kad terminas trigger literat?roje angl? kalba beveik
nevartojamas, elementar?s trigeriai da?niausiai vadinami latch – sp?stais,
sud?tingesni trigeriai – flip-flop).
Du bazinio SR trigerio ??jimo signal? rinkiniai SR = 10 ir SR = 01
vadinami aktyviaisiais, arba nustatan?iaisiais. Rinkinys SR = 10 nustato
trigerio b?v? Q = 1, rinkinys SR = 01 – b?v? Q = 0. ??jimo signal?
rinkinys SR = 00 vadinamas pasyviuoju, arba neutraliuoju, nes nekei?ia
prie? tai buvusio trigerio b?vio. T? pat? galime suformuluoti ir kitaip:
tik vienetas yra aktyvusis bazinio trigerio ARBA-NE ??jimo signalas. S = 1
nustato trigerio b?v? Q = 1, R = 1 – b?v? Q = 1. ??jimo signal?
rinkinys SR = 11 baziniam SR trigeriui yra draud?iamas.
[pic]
10 pav. Grafinis
SR trigerio ?ymuo
Bazinio SR trigerio grafinis ?ymuo parodytas 10 paveiksle.
Bazinis (S(R trigeris
?inome, kad nMOP arba KMOP loginiai elementai ARBA-NE b?na
paprastesni u? loginius elementus IR-NE. Tod?l nMOP ir KMOP serij?
mikroschemose paprastai naudojamas bazinis SR trigeris i? logini? element?
ARBA-NE. TTL serijose paprastesni loginiai elementai IR-NE, tod?l TTL
serij? mikroschemose da?niau naudojamas bazinis (S(R, arba bazinis IR-NE,
trigeris (basic (S(R latch, (S(R NAND latch, NAND latch).
[pic]
9 pav. Bazinio (S(R
trigerio login? schema
Pritaik? de Morgano teorem?, 8 paveiksle parodyt? SR trigerio login?
schem? galime pakeisti schema, sudaryta i? logini? element? 2IR-NE (9
pav.). Po kintam?j? ??jime inversijos loginis elementas 2ARBA-NE vykdo
login? funkcij? 2IR. Vadinasi, sudarius schem? i? logini? element? 2IR-NE,
inversija bus atliekama ne tik schemos ??jimuose, bet ir jos i??jimuose –
tai ir matyti 9 paveiksle.
Logini? element? IR ir IR-NE ??jime "stiprusis" signalas,
vienareik?mi?kai nustatantis b?v? loginio elemento i??jime, yra nulis. Tai
rei?kia, kad (S(R trigerio b?v? nustato aktyvieji ??jimo signal? rinkiniai
(S(R = 01 ir (S(R = 10. ??jimo signalas (S = 0 (S = 1) nustato bazinio (S(R
trigerio b?v? Q = 1, o signalas (R = 0 (R = 1) – b?v? Q = 1. Rinkinys (S(R
= 11 yra pasyvusis, o (S(R = 00 draud?iamas, nes tuomet Q = Q = 1.
[pic]
11 pav. Grafinis (S(R trigerio ?ymuo
Bazinio (S(R trigerio ?ymuo parodytas 11 paveiksle.
Abu bazinio trigerio variantai pasi?ymi pana?iomis, bet ne visi?kai
vienodomis savyb?mis. Tod?l analizuojant bet kurio sud?tingo trigerio
ypatybes, pirmiausia reikia i?siai?kinti, koks bazinis trigeris yra to
trigerio pagrindas.
Bazini? trigeri? apra?ymas
Trigerius galima apra?yti visaip. Vieni apra?ymo b?dai patogesni
sprend?iant vieno tipo u?davinius, kiti – kitokius. ?iame poskyryje
i?moksime apra?yti bazinius trigerius beveik visais ?inomais b?dais ir
aptarsime, kaip juos pasirinkti. Tai leis pasirinkti tinkamiausi? sud?tingo
trigerio ar trigerin?s schemos apra?ymo b?d?.
V?linan?iojo trigerio modelis
Realaus trigerio i??jimo signalas v?luoja ??jimo signal? at?vilgiu.
Tai gerai matyti sudarius papras?iausi? v?linan?io trigerio model?. ?iame
modelyje vis? ?? triger? sudaran?i? logini? element? v?linimas i?rei?kiamas
vienu suminiu v?linimo laiku (t, kuriuo v?luoja pagrindinis trigerio
i??jimo signalas Q.
[pic]
12 pav. V?linan?iojo SR trigerio modelis
V?linan?iojo SR trigerio modelis parodytas 12 paveiksle; ?ia q – ?io
trigerio b?vio (angl. – present state) i??jimo signalas; Q – kito trigerio
b?vio (angl. – next state) i??jimo signalas; (t – did?iausias signalo
v?linimo laikas trigeryje.
I? paveikslo matyti, kad did?iausi? trigerio v?linimo laik? sudaro
dviej? logini? element? v?linimo laikai:
(t ( 2tv ;
?ia tv – vieno loginio elemento v?linimo laikas (angli?kai paprastai
?ymimas tpd arba tgd – propagation delay arba gate delay).
Labai svarbu ?siminti, kad ?is trigerio b?vis q tampa kitu trigerio b?viu Q
po (t.
Charakteringoji lygtis
Trigerio charakteringoji, arba b?dingoji, lygtis sieja trigerio kito
b?vio i??jimo signal? su i?oriniais trigerio ??jimo signalais ir vidiniu
??jimo, arba gr??tamojo ry?io, signalu – ?iuo trigerio b?viu.
Charakteringoji lygtis u?ra?oma remiantis v?linan?iojo trigerio modelio
logine schema.
Tuomet SR trigerio (12 pav.) kito b?vio i??jimo signalas
Q ( S + q + R ( (S + q)( R ( SR + qR .
Apvestoji dalis yra SR trigerio charakteringoji lygtis. Ji apra?o
gr??tam?j? ry?? trigeryje: Q matome ir kairiojoje, ir de?iniojoje lygties
pus?se, nes q yra Q po (t. Be to, charakteringoji lygtis teigia, kad
trigerio kito b?vio signalas Q esti ir i?orini? ??jimo signal? S ir R, ir
trigerio ?io b?vio q funkcija.
B?vi? reik?mi? lentel?
Pagal trigerio charaktering?j? lygt? galime sudaryti jo b?vi?
reik?mi? lentel? (angl. – present state – next state table, arba state
table). SR trigerio b?vi? reik?mi? kaita parodyta 1 lentele.
1. lentel?. SR trigerio b?vi? reik?mi? lentel?
|??jimo signalai |I??jimo |Komentarai |
| |signalas| |
|Vidinis |I?orini| | | |X = S+q(po |
|??jimo, |ai |Kito |?is |Triger|(t) = |
|arba ?io |??jimo |b?vio |b?vis |io |= S+Q |
|b?vio |signala|signalas| |b?vis | |
|i??jimo, |i | | | | |
|signalas | | | | | |
|q |S |R |Q |q |Q |X ( Q |
|0 |0 |0 |0 |stabilus|R |1 |
|0 |0 |1 |0 |stabilus|R |1 |
|0 |1 |0 |1 |nestabil|S |0 |
| | | | |us | | |
|0 |1 |1 |0 |stabilus|R |0 |
|1 |0 |0 |1 |stabilus|S |0 |
|1 |0 |1 |0 |nestabil|R |1 |
| | | | |us | | |
|1 |1 |0 |1 |stabilus|S |0 |
|1 |1 |1 |0 |nestabil|R |0 |
| | | | |us | | |
I? sudarytosios lentel?s matyti, kad trigeris turi tris ??jimo
signalus: i?orini? ??jim? S ir R bei vidin? ??jimo, arba gr??tamojo ry?io,
signal? q. Charakteringoji lygtis leid?ia pagal ?iuos tris ??jimo signalus
nustatyti trigerio i??jimo, arba kito b?vio, signal? Q.
?is trigerio b?vis q yra stabilus, kai q ( Q. Kai q ( Q, po laiko (t
q reik?m? pakinta ir b?na lygi Q.
Loginio kintamojo X ( Q reik?m?s rodo, kad trigerio i?orini? ??jimo
signal? rinkinys SR ( 11 yra draud?iamas, nes tuomet Q ir Q reik?m?s
sutampa. ?? draud?iam?j? SR rinkin? atitinkan?ios lentel?s eilut?s yra
i?skirtos.
B?vi? kaitos diagrama
Remiantis trigerio b?vi? reik?mi? lentele, galima nubrai?yti t? b?vi?
kaitos diagram?. Beje, j? galima sudaryti ir pagal trigerio charaktering?j?
lygt?. B?vi? diagramoje ?is trigerio b?vis q ( 0 ?ymimas skritul?lyje
?ra?yta a raide, o q ( 1 – skritul?lyje ?ra?yta b raide. Pakitus trigerio
i?oriniams ??jimo signalams, trigerio b?vis gali likti toks pats – b?vi?
diagramoje tai atvaizduojama gr??tan?ia ? t? pat? skritul?l? rodykle. Jei
pakitus i?oriniams ??jimo signalams trigerio b?vis kinta, b?vi? diagramoje
tai atvaizduojama nukreipta ? kit? skritul?l? rodykle. Trigerio b?vi?
kaitos diagramoje str?lyt? visuomet eina i? skritul?lio, kuriame ?ra?ytas
?is trigerio b?vis, ? skritul?l?, kuriame ?ra?ytas kitas trigerio b?vis.
[pic]
13 pav. SR trigerio b?vi? kaitos diagrama
SR trigerio b?vi? kaitos diagrama, sudaryta pagal 1 lentel?, parodyta
13 paveiksle.
Ji tik patvirtina anks?iau pateiktas ?inias apie SR triger?: ??jimo
signal? rinkinys SR ( 00 yra pasyvus, nekei?iantis trigerio b?vio; SR ( 10
nustato trigerio b b?v? (q ( 1), o SR ( 01 – a b?v? (q ( 0).
Veikimo algoritmas
[pic]
15 pav. SR trigerio
veikimo algoritmo
blokin? schema
Anks?iau min?jome, kad trigeriai ir schemos su trigeriais vadinami
b?vi? automatais. ?i? automat? veikim? galime apra?yti programi?kai.
SR trigerio veikimo algoritmas parodytas 15 paveiksle. Veikimo
algoritm? blokin? schem? sudaro b?vi? blokeliai, pa?ym?ti raid?mis a (q (
0) ir b (q ( 1), bei sprendimo pri?mimo blokeliai. I?nagrin?j? ??
algoritm?, galime ?sitikinti, kad jis atitinka SR trigerio b?vi? kaitos
lentel? ir diagram?.
Karno diagrama
Remiantis trigerio charaktering?ja lygtimi, jo b?vi? lentele arba
diagrama, galima sudaryti trigerio Karno diagram?. ?ios Karno diagramos
argumentai, loginiai kintamieji, yra trigerio vidiniai ir i?oriniai ??jimo
signalai q, S bei R; ? diagram? ?ra?oma login? funkcija – kitas trigerio
b?vis Q.
SR trigerio Karno diagrama parodyta 14 paveiksle.
[pic]
14 pav. SR trigerio Karno diagrama
Karno diagrama labai gerai tinka trigerio b?vio stabilumui nustatyti:
jei ? diagramos langel? ?ra?yta trigerio kito b?vio reik?m? Q sutampa su
?io trigerio b?vio reik?me q, tai trigerio b?vis yra stabilus, nes po laiko
(t q reik?m? i?liks ta pati. Ir atvirk??iai, jei ? diagramos langel?
?ra?yta trigerio kito b?vio reik?m? Q skiriasi nuo ?io trigerio b?vio
reik?m?s q, tai rei?kia, kad trigerio b?vis yra nestabilus, nes po laiko (t
q reik?m? pakis, sutaps su trigerio kito b?vio reik?me Q. 14 paveiksle
stabil?s trigerio b?viai pabraukti.
Pagal Karno diagram? galima u?ra?yti trigerio charaktering?j? lygt?,
trigerio kito b?vio Q priklausomyb? nuo vidini? ir i?orini? ??jimo signal?
q, S ir R. Tuo tikslu diagramoje sudarome du vienet? kont?rus p1 ir p2 ir
gauname, kad
Q ( p1 + p2 ( SR + qR .
?vyki? diagrama
[pic]
16 pav. SR trigerio
?vyki? diagrama
?vyki? diagrama – tai modifikuota Karno diagrama, kurioje b?vi? kait?
vaizduoja str?lyt?s. Be to, ? kvadrat?lius paprastai ra?omi ne nuliai ir
vienetai, bet juos atitinkantys b?vi? pavadinimai a ir b (16 pav.).
Kai i?oriniai signalai S ir R pakinta taip, kad kitas trigerio b?vis Q
i?lieka toks, koks buv?s, ?vyki? diagramoje tai vaizduoja horizontali
rodykl?, nukreipta i? stabilaus ? stabil? b?v?: i? a ? a arba i? b ? b.
?vykius, kai i?oriniai signalai kei?ia kit? trigerio b?v? Q, vaizduoja
lau?ta rodykl?, nukreipta horizontaliai i? stabilaus b?vio ? nestabil? ir
vertikaliai i? nestabilaus b?vio ? nauj? stabil?j?.
Tokius du ?vykius paai?kinsime pavyzd?iais.
1. Pradinis trigerio b?vis apra?omas rinkiniu qSR ( 110. Tegul
pirmasis ?vykis trigeryje yra ??jimo signal? pokytis i? SR ( 10 ? SR ( 00.
Per laik? (t ?vyksiant? pokyt? 16 paveiksle vaizduoja horizontali rodykl?
1, nukreipta i? kvadrat?lio 110 ? kvadrat?l? 100, tai yra i? stabilaus b ?
stabil? b.
2. Pradinis trigerio b?vis qSR ( 100. Antrasis ?vykis – ??jimo signal?
pokytis SR ( 00 ( 01. Per?jimas ? nauj? b?v? qSR ( 101 vaizduojamas lau?ta
rodykle 2, nukreipta horizontaliai i? stabilaus b ? nestabil? a ir
vertikaliai i? nestabilaus a ? stabil? b.
Atkreipkite d?mes?, kad kiekvienas ?vykis visuomet baigiasi stabiliu
b?viu.
[pic]
17 pav. SR trigerio ?vyki? diagrama padavus draud?iam?
SR signal? rinkin?
?vyki? diagrama vaizd?iai parodo ??jimo signal? rinkinio SR ( 11
draud?iamum?. Tarkime, kad pradin? trigerio b?v? qSR ( 011 nustat?
draud?iamas ??jimo signal? rinkinys SR ( 11, po kurio ? i?orinius trigerio
??jimus buvo paduotas pasyvus rinkinys SR ( 00 (17 pav.). Tuomet i?
kvadrat?lio 011 ? kvadrat?l?, ? kur? nukreipia pasyvusis ??jimo signal?
rinkinys, galimi du keliai: pirmasis, kur? rodo rodykl? 1, per kvadrat?l?
010 (nestabil? b) ? kvadrat?l? 110 (stabil? b) ir i? jo ? galutin? b?v? 100
(stabil? b); antrasis, kur? vaizduoja rodykl? 2, per kvadrat?l? 001
(stabil? a) ? kvadrat?l? 000 (galutin? stabil? b?v? a). Taigi, padavus
draud?iam? ??jimo signal? rinkin? SR ( 11 ir pasyv? ??jimo signal? rinkin?
SR ( 00, galimi du skirtingi trigerio galutiniai b?viai: qSR ( 001
(stabilus a) arba qSR ( 000 (stabilus b). ? kok? b?v? pereis trigeris,
priklausys nuo to, kuriame trigerio ??jime – S ar R – vienetas ?iek tiek
anks?iau taps nuliu (?vyki? diagramoje tai atitinka arba keli? per
kvadrat?l? 010, arba keli? per kvadrat?l? 001). Tokia situacija vadinama
signal? lenktyn?mis (angl. – race condition). Signalai lenktyniauja tuomet,
kai i? karto kei?iasi abiej? ??jim? loginiai lygiai. Jei signal? lenktyn?s
gali baigtis skirtingais trigerio b?viais, tai jos vadinamos kritin?mis
lenktyn?mis (critical race).
SR trigeryje visos kitos signal? lenktyn?s, i?skyrus SR ( 11 kitim? ?
00, yra nekritin?s: net jei ?vykiai trigeryje vykt? skirtingais keliais,
jie baigt?si tais pa?iais stabiliais trigerio b?viais.
I? ?vyki? diagramos aptarimo i?plaukia, kad, u?draudus ??jimo signal?
rinkin? SR ( 11 (arba tik SR kitim? i? 11 ? 00), SR trigeris b?t? visi?kai
apibr??t? b?vi? ?taisas.
Laiko diagramos
Trigerio veikim? galima apra?yti jo i??jimo signal? laiko
diagramomis, sudarytomis pagal i?orini? ??jimo signal? laiko diagramas.
[pic]
18 pav. SR trigerio laiko diagramos
Remdamiesi v?linan?iojo trigerio modeliu (12 pav.), sudarysime SR
trigerio i??jimo signal? q ir X laiko diagramas, kurios laiko at?vilgiu
atitikt? konkre?ias i?orini? ??jimo signal? S ir R laiko diagramas.
Sudarytose i??jimo signal? laiko diagramose (18 pav.) ?vertinta tai,
kad ??jimo signalai SR trigerio schemoje v?luoja laiku, lygiu vieno arba
dviej? logini? element? v?linimo laikams. Rodyklyt?s laiko diagramose sieja
q arba X lygi? poky?ius su j? prie?astimi – S arba R signal? frontu.
Skai?iais nuo 1 iki 11 sunumeruoti ?vykiai trigerio schemoje – i?orini?
??jimo signal? poky?iai.
Sudarant q ir X signal? laiko diagramas, reikia prisiminti, kad tik
?vykiai – ??jimo signal? poky?iai – gali tapti i??jimo signalo loginio
lygio kitimo prie?astimi; kita vertus, ne kiekvienas ?vykis kei?ia trigerio
b?v?.
?VAIR?S TRIGERIAI
Bazinius trigerius sudaro tik du loginiai elementai, susieti
kry?miniais gr??tamaisiais ry?iais. Tai papras?iausi trigeriai,
papras?iausios atminties l?stel?s. Sud?tingesni trigeriai sudaromi i?
bazinio trigerio ir triger? valdan?ios schemos. Valdan?ioji schema da?nai
b?na daug sud?tingesn? u? bazin? triger?.
Trigeri? klasifikavimas
Trigeriai klasifikuojami pagal ?vairius po?ymius.
Pagal kei?ian?ius trigerio b?v? ??jimo signalus trigeriai skirstomi ?
tris grupes:
1. Elementarius potencialinius, arba lygiais vartomus (angl. – level
triggered), trigerius. J? b?vius kei?ia (varto) ?emi ir auk?ti ?tampos
lygiai informaciniuose ??jimuose, jei tai atlikti leid?ia signalai trigeri?
valdymo ??jimuose. Valdymo ??jim? ir valdan?i?j? signal? ?ios grup?s
trigeriuose gali ir neb?ti.
2. Impulsinius (pulse triggered), arba MS tipo, trigerius (??
pavadinim? i?siai?kinsime ?iek tiek v?liau). ? informacinius ??jimus
paduoti signalai nekei?ia ?ios grup?s trigeri? b?vio, kol nepasibaigia
impulsas trigerio valdymo ??jime. D?l to jie dar vadinami trigeriais su
atid?tuoju i??jimo signalu (postponed output).
3. Dinaminius, arba frontais valdomus (edge triggered), trigerius. J?
b?v? informacini? ??jim? signalai kei?ia tik ir tik impulso valdymo ??jime
fronto (priekinio arba galinio – nelygu koks trigeris) metu.
Dar skiriami asinchroniniai ir sinchroniniai trigeriai. Asinchronini?
trigeri? b?viai gali kisti bet kada ir juos lemia vien tik informacini?
??jim? signalai. Asinchroniniai b?na tik elementar?s potencialiniai
trigeriai. Sinchroniniai trigeriai be informacini? ??jim? dar turi valdymo
(angl. – control) ??jim? C. Kartais jis vadinamas sinchronizavimo (clock –
CK), kartais – leidimo (enable – E), ??jimu. Sinchronini? trigeri? b?v?
taip pat kei?ia informacini? ??jim? signalai, bet tik tada, kai valdymo
??jime yra leid?iantis tai daryti signalas.
Pagal trigerio strukt?r? skiriami SR, D, JK ir T trigeriai.
SR trigeriai turi du informacinius ??jimus: S ir R. Aktyv?s ?i? ??jim?
signal? rinkiniai SR ( 10 ir SR ( 01 nustato ir numeta triger?; rinkinys 00
yra pasyvusis ir trigerio b?vio nekei?ia; rinkinys 11 – draud?iamas.
D trigeris – tai SR trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D ( S.
D trigeri? ??jimas R sudaromas kaip ??jimo D ( S inversija. Tod?l ir
signalai D ( 1 bei D ( 0 yra aktyv?s ir atkartojami pagrindiniame
trigerio i??jime. D trigeryje i?spr?sta draud?iamojo ??jimo signal?
rinkinio SR = 11 problema: toks rinkinys tiesiog negalimas. ? ?? triger?
taip pat ne?manoma paduoti pasyvaus rinkinio SR = 00.
JK trigeriai – tai trigeriai, kuriuose sudarytas kry?minis gr??tamasis
ry?ys tarp i??jim? ir ??jim?. Dviej? informacini? ??jim? J ir K paskirtis
tokia pati, kaip ir ??jim? S bei R.
T trigeriai – tai JK trigeriai, turintys vien? ??jim? J ( K ( T.
Konkretus trigeris gali tur?ti keli? grupi? po?ymius. Ne visi trigeri?
tipai taikomi praktikoje, vieni labai pla?iai paplit?, o kiti egzistuoja
veikiau teori?kai nei prakti?kai.
Devintajame skyriuje min?jome, kad projektuoti sinchronines schemas
yra papras?iau nei asinchronines. Sinchronin?se schemose paprastai
naudojami tik sinchroniniai trigeriai. Tod?l toliau i?samiai aptarsime tik
?iuos trigerius. ?itaip suma?insime nagrin?jam? trigeri? variant? skai?i?.
I?siai?kin? sinchronini? trigeri? veikim?, suprasite, kaip veikia ir
analogi?ki asinchroniniai trigeriai, nes asinchroninis trigeris yra
paprastesnis sinchroninio trigerio variantas. Kita vertus, asinchronini?
bazini? SR ir (S(R trigeri? veikimas detaliai i?nagrin?tas 10 skyriuje.
Elementar?s potencialiniai sinchroniniai trigeriai
?iame poskyryje nagrin?sime elementari? sinchronini? SR, D, JK ir T
trigeri? schemas bei veikim?, apra?ymo b?dus ir savybes.
Sinchroniniai SR trigeriai
Prie? tai nagrin?ti baziniai SR ir (S(R trigeriai yra potencialiniai
trigeriai, nes j? b?vius kei?ia auk?ti ir ?emi ?tamp? lygiai
informaciniuose S ir R ??jimuose. ?ie trigeriai yra asinchroniniai, nes j?
b?vius lemia vien tik informacini? ??jim? signalai.
Visuose sinchroniniuose trigeriuose informaciniai signalai prie?
patekdami ? bazinio trigerio ??jim? turi praeiti pro laiko vartus (angl. –
gates). Su tuo susietas da?nai naudojamas angli?kasis sinchronini? trigeri?
pavadinimas gated latches – trigeriai su laiko vartais. Vartus valdo arba
signalas C (control – valdymo), arba CK (clock – sinchronizavimo), arba E
(enable – leidimo). Kad ir kaip ?ie signalai b?t? vadinami, jie yra
vartininkai, praleid?iantys arba nepraleid?iantys ? bazin? triger?
informacinius signalus.
Sinchroniniuose SR trigeriuose naudojami logini? element? IR vartai,
jei bazinis trigeris yra SR trigeris, arba logini? element? IR-NE vartai,
jei bazinis trigeris – (S(R trigeris. Sinchroninio SR trigerio su baziniu
SR trigeriu login? schema, funkcin? schema ir ?io trigerio grafinis ?ymuo
parodyti 19 paveiksle.
[pic]
19 pav. Sinchroninio SR trigerio su baziniu SR trigeriu login? schema (a),
funkcin? schema (b) ir grafinis ?ymuo (c)
Kai valdantysis signalas C ( 1, informaciniai signalai S ir R patenka
? trigerio ??jimus ir tuomet sinchroninis SR trigeris veikia lygiai taip
pat, kaip ir bazinis SR trigeris. Valdantysis signalas C ( 0 informacini?
signal? nepraleid?ia, tod?l trigeris b?vio nekei?ia. Atkreipkite d?mes? ?
labai svarb? dalyk?: draud?iantis trigeriui veikti signalas C ( 0
suformuoja pasyv?j? signal? derin? bazinio SR trigerio ??jime ir nekei?ia
prie? tai buvusio trigerio b?vio. Tai rei?kia, kad signalas C ( 0 "pagauna
? sp?stus" ?ra?yt? trigeryje informacij? ir "laiko j? sp?stuose" tol, kol
pats nenustoja veik?s. Tuo ir paai?kinamas angli?kasis ?io tipo trigeri?
pavadinimas latch – sp?stai. Sinchroniniai SR trigeriai pagal vis? j?
??jim? pirm?sias raides dar vadinami SRC trigeriais, arba, pabr??iant, kad
vartai trigerio ??jime yra laiko vartai – SRT trigeriais, ?ia raid? T
rei?kia laik? (time).
Remdamiesi bazinio SR trigerio charaktering?ja lygtimi Q ( SR + qR ir
paveikslo 19, a logine schema, u?ra?ysime sinchroninio SR trigerio
charaktering?j? lygt?:
Q ( S( C( R( C + q( R( C ( S( C( (R + C) + q( (R +C) (
( SCR + SCC + qC + qR ( SCR
+ qC + qR
[pic]
20 pav. Sinchroninio SR trigerio Karno diagrama
Remdamiesi sinchroninio SR trigerio su baziniu SR trigeriu
charaktering?ja lygtimi, sudarysime ?io trigerio Karno diagram? (20 pav.).
?vertinsime, kad ? sinchronin? SR triger? paduodamas vienas vidinio ??jimo
(gr??tamojo ry?io) signalas q ir trys i?oriniai ??jimo signalai C, S ir R.
Atkreipkite d?mes? ? tai, kaip sudaroma Karno diagrama, kai i?ilgai vienos
jos kra?tin?s ra?omos trij? logini? kintam?j? reik?m?s. Pirmiausia
nuosekliai du kartus u?ra?ome visas dviej? logini? kintam?j? kombinacijas
?prasta Gr?jaus kodo eil?s tvarka: 00, 01, 11, 10 ir 00, 01, 11, 10. Po to
pirmojo ketverto priekyje ?ra?omas nulis, antrojo ketverto – vienetas.
Grie?tai tariant, tokiu b?du sudar?me dvi atskiras Karno diagramas su
trimis loginiais kintamaisiais q, S ir R: vien? diagram?, kai C ( 0,
ir kit?, kai C ( 1.
Pa?ym?sime, kad diagramos dal?, kurioje C ( 0, u?pildo tik stabil?s
b?viai. Kitaip ir negali b?ti, nes kol C ( 0, trigeris negali keisti b?vio
nei po (t, nei po bet kurio kito laiko. Tai ?vertin? galime teigti, kad
Karno diagramos dalis, atitinkanti valdant? signal? C ( 0, yra
neinformatyvi, tod?l ir neb?tina.
Kai C ( 1, trigeris veikia kaip bazinis SR trigeris, tod?l jam ??jimo
signal? rinkinys CSR ( 111 yra draud?iamas rinkinys.
Remdamiesi charaktering?ja lygtimi arba u?pildyt?ja Karno diagrama,
galime nubrai?yti sinchroninio SR trigerio b?vi? kaitos diagram? (21 pav.).
?i? diagram? lengviau sudaryti pagal Karno diagram?: visi stabil?s, lyg?s
0, b?viai Karno diagramoje rei?kia gr??im? ? a b?v?; visi stabil?s, lyg?s
1, b?viai – gr??im? ? b b?v?; nestabil?s b?viai, lyg?s 0, – per?jim? i?
nestabilaus a b?vio ? stabil? b b?v?; nestabil?s b?viai, lyg?s 1, –
per?jim? i? nestabilaus b b?vio ? stabil? a b?v?.
[pic]
21 pav. Sinchroninio SR trigerio
b?vi? kaitos diagrama
Sinchroniniai D trigeriai
[pic]
22 pav. Sinchroninio D trigerio funkcin? schema (a) ir grafinis ?ymuo (b)
Klasifikuodami trigerius sak?me, kad D (angli?kai D interpretuojamas
dvejopai: data arba delay) trigeris – tai SR trigeris su vienu informaciniu
??jimu D ( S; ??jimas R sudaromas kaip ??jimo S inversija. Pagal tok? D
trigerio apibr??im? nubrai?yta sinchroninio D trigerio (angl. – gated D
latch) funkcin? schema parodyta 22 paveiksle. ?i trigerio schema eliminuoja
draud?iam? signal? rinkin? SR ( 11 (arba CSR ( 111). Kai valdymo ??jimo
signalas C ( 1, informacinio ??jimo signalas D ( 1 nustato trigerio b?v? Q
( 1 (b b?v?), o signalas D ( 0 – b?v? Q ( 0 (a b?v?). Taigi signal?
rinkinys CD ( 11 nustato, arba ?ra?o, triger?, o rinkinys CD ( 10 j?
numeta, arba i?trina.
Asinchroninio D trigerio funkcin? schema skirt?si nuo 22, a paveiksle
parodytos schemos tik tuo, kad vietoj sinchroninio SR (SRC) trigerio b?t?
asinchroninis SR trigeris – bazinis SR trigeris. Tokio trigerio pagrindinio
i??jimo signalas Q b?t? toks pat, kaip informacinio ??jimo signalas D: Q (
1, kai D ( 1, ir Q ( 0, kai D ( 0. Kadangi ?is trigeris nekei?ia ??jimo
signalo, o tik pakartoja, pav?lin?s laiku (t, tai jis kartais vadinamas
v?linimo trigeriu, tai yra, angli?koji santrumpa D interpretuojama ne kaip
data, bet kaip delay.
?ia pa?ym?sime, kad visi elementar?s asinchroniniai potencialiniai
trigeriai SR, D, JK ar T ir visi elementar?s sinchroniniai trigeriai, kai
j? valdymo ??jime veikia signalas C ( 1, i??jime Q pakartoja suv?lint?
informacini? ??jim? S, D, J arba T signal?.
Taikydami t? pa?i? metodik?, kaip ir sinchroninio SR trigerio atveju,
u?ra?ysime sinchroninio D trigerio charaktering?j? lygt? ir sudarysime jo
Karno bei b?vi? kaitos diagramas. Tarkime, kad sinchroninis D trigeris yra
sudarytas i? logini? element? IR-NE, kitaip tariant, sinchronin? SR triger?
sudaro bazinis (S(R trigeris su logini? element? IR-NE laiko vartais.
Prisiminkite, kad loginiai elementai IR-NE paprastai naudojami visose TTL
serij? mikroschemose.
[pic]
23 pav. Sinchroninio D trigerio Karno diagrama
Toliau nagrin?sime sinchroninio D trigerio laiko diagramas. Trigeris
veiks be klaid?, jei informacinio ??jimo signalas D i?liks toks pats ?iek
tiek prie? ir ?iek tiek po valdymo ??jimo signalo C poky?io, tai yra, C
signalo parengties (setup time) ir ?tvirtinimo (hold time) laiku. Prie?ingu
atveju nei?vengiame neapibr??tumo, nes neai?ku, kuris signalas – C ar D –
pakito anks?iau.
Pagal konkre?ius C ir D signalus sudarytos sinchroninio D trigerio
i??jimo signalo Q laiko diagramos parodytos 24 paveiksle (?ia tsu ir th –
signalo C parengties bei ?tvirtinimo laikai).
[pic]
24 pav. Sinchroninio D trigerio laiko diagramos
Sinchroniniai JK trigeriai
Min?jome, kad tarp JK trigeri? i??jim? ir ??jim? b?na sudarytas
kry?minis gr??tamasis ry?ys: tai yra trigerio ??jimas S arba kitas j?
atitinkantis ??jimas sujungiamas su inversiniu trigerio i??jimu Q, o
??jimas R arba kitas j? atitinkantis ??jimas – su tiesioginiu trigerio
i??jimu Q.
Sinchroniniuose JK trigeriuose (angl. – gated J-K latch) gr??tamojo
ry?io signalai nukreipiami ? ??jimus pro laiko vartus. ?itaip sudarytos
sinchroninio JK trigerio su baziniu SR trigeriu login? ir funkcin? schemos
bei trigerio grafinis ?ymuo parodyti 26 paveiksle.
[pic]
26 pav. Sinchroninio JK trigerio login? schema (a),
funkcin? schema (b) ir grafinis ?ymuo (c)
Trigerio ??jimas J (jump) pagal paskirt? atitinka SR trigerio ??jim?
S, o ??jimas K (keep) – ??jim? R. Tai, kad gr??tamasis ry?ys yra kry?minis,
vaizd?iau matyti i? trigerio funkcin?s schemos. I?nagrin?j? 26 paveiksle
parodyt? login? schem? galime ?sitikinti, kad JK trigeryje, kaip ir D
trigeryje, bazinio trigerio ??jim? signal? derinys SR ( 11 ne?manomas.
Remdamiesi bazinio SR trigerio charaktering?ja lygtimi Q ( SR + qR,
u?ra?ysime sinchroninio JK trigerio su baziniu SR trigeriu charaktering?j?
lygt?. Pagal 26, a paveikslo login? schem? bazinio trigerio ??jim? signalus
S ir R galime apra?yti ?itaip: S ( qCJ ir R ( qCK . ?ra?ome ?ias S ir R
reik?mes ? SR trigerio charaktering?j? lygt?. Tuomet
Q ( qCJ( qCK + q( qCK .
Atlik? nesud?tingus pertvarkymus, gauname ?itoki? sinchroninio JK trigerio
charaktering?j? lygt?:
Q ( qCJ + qC +qK .
Pagal ?i? charaktering?j? lygt? sudarytoji Karno diagrama parodyta 25
paveiksle. Kaip ir vis? sinchronini? trigeri?, taip ir aptariamojo JK
trigerio b?viai, kai draud?iantis valdantysis signalas C ( 0, esti tik
stabil?s (kairioji Karno diagramos dalis).
[pic]
25 pav. Sinchroninio JK trigerio
Karno diagrama
Kai C ( 1, ??jimo signal? rinkinys JK ( 00 (CJK ( 100) yra pasyvus –
jis nekei?ia prie? tai buvusio stabilaus trigerio b?vio. Rinkinys CJK ( 101
nustato stabil? trigerio b?v? Q ( 0, rinkinys CJK ( 110 – stabil? b?v? Q (
1. ??jimo signal? rinkinys CJK ( 111 nustato du nestabilius b?vius:
nestabil? 1, kai q = 0, ir nestabil? 0, kai q = 1. ?ie trigerio b?viai
nuolat kinta, ir n? vienas i? j? netampa stabilus – trigeris generuoja.
[pic]
28 pav. Sinchroninio JK trigerio
b?vi? kaitos diagrama
Generavimo rei?kin? galima paai?kinti remiantis logine trigerio
schema. Kai CJK ( 111, tai abieji laiko vartai esti atviri. Tad bazinio SR
trigerio ??jimai yra tiesiogiai susieti su trigerio i??jimais: S su Q, R su
Q. Jei ka?kuriuo laiko momentu ??jimo S loginis lygis yra auk?tas, tai po
v?linimo laiko (t ?is lygis nustato trigerio b?v? Q ( 1. Vadinasi, toks
pats auk?tas loginis lygis esti ir trigerio ??jime R. ?is signalas, pra?jus
v?linimo laikui (t, nustatys trigerio b?v? Q ( 0. Taigi trigerio b?viai
nuolat kinta; generavimo period? lemia trigerio v?linimo laikas
(?vertinamas ir laiko vart? logini? element? v?linimas).
Prie t? pa?i? i?vad? prieisime, sudar? ir i?nagrin?j? ?io trigerio
b?vi? kaitos diagram? (28 pav.).
Generavim? sinchroniniame JK trigeryje galima sustabdyti dviem
b?dais.
Pirmasis, valdant triger? labai trumpais, trumpesniais u? trigerio
v?linimo laik?, ??jimo C impulsais. Tuomet trigeris keis b?v? po kiekvieno
impulso valdymo ??jime. Ta?iau labai trumpus valdan?ius impulsus sud?tinga
formuoti, o tok? pat? rezultat?, bet be valdan?i? impuls? trukm?s
apribojimo, gausime naudodami impulsais valdomus MS trigerius.
Antrasis b?das – ?jungti ? gr??tamojo ry?io grandines signalus
v?linan?ius elementus. Parinkdami ?i? element? v?linimo laikus, gauname
reikiam? trigerio generavimo period?.
Baigdami poskyr? tur?tume pripa?inti, kad sinchronin? JK triger?
nagrin?jome grei?iau mokymosi tikslais. Prakti?kai ?is trigeris retai
taikomas.
Sinchroniniai T trigeriai
[pic]
27 pav. Sinchroninio T trigerio funkcin? schema (a) ir grafinis ?ymuo (b)
Jau sak?me, kad T trigeris – tai JK trigeris, kuriame J ( K ( T.
Sinchroninio T trigerio funkcin? schema ir grafinis ?ymuo parodyti 27
paveiksle.
Paprasta prognozuoti, kad ir ?is trigeris dirba taip pat nestabiliai,
kaip ir sinchroninis JK trigeris.
Impulsiniai MS tipo trigeriai
?ie trigeriai turb?t buvo sugalvoti norint i?spr?sti potencialini? JK
ir T trigeri? generavimo problem?. Generavimo prie?astis – tiesioginis
gr??tamasis ry?ys tarp trigerio i??jim? ir jo ??jim? – buvo pa?alinta
nuosekliai sujungus du sinchroninius trigerius ir padavus ? juos
inversinius vienas kito at?vilgiu valdan?ius signalus C. ?itaip sudaryt?
nuosekli? tiesioginio gr??tamojo ry?io grandin? visuomet nutraukia tas
trigeris, kurio valdymo ??jime tuo metu veikia signalas C ( 0. Kadangi
pirmojo trigerio i??jimo signalas kei?ia antrojo trigerio b?v?, tai
pirmasis trigeris buvo pavadintas ponu (angl. – master), o antrasis
(valdomasis) – vergu (slave). Pagal ?i? angli?k? ?od?i? pirm?sias raides
taip sudaryt? triger? imta vadinti MS trigeriu.
I? MS trigerio strukt?ros apra?ymo matyti, kad ji turi prasm? tik
tada, kai MS trigeris sudarytas i? sinchronini? SR trigeri?. Tai rei?kia,
kad asinchroninis MS trigerio variantas negalimas.
Pagal ?odin? trigerio strukt?ros apra?ym? galime sudaryti konkretaus
MS tipo trigerio schem?. Tai gal?t? b?ti SR, D, JK arba T impulsinis MS
tipo trigeris. Kadangi pla?iausiai taikomi MS tipo JK ir T trigeriai, j?
schemas ir nagrin?sime.
[pic]
29 pav. MS tipo JK trigerio funkcin? schema
29 paveiksle atvaizduota MS tipo JK trigerio funkcin? schema. Kadangi
tai MS trigeris, j? sudaro du nuosekliai sujungti sinchroninai SR trigeriai
su inversiniais vienas kito at?vilgiu C signalais. Pirm?j? triger?
paprastai ?ymi M raide, antr?j? – S. Kadangi tai JK trigeris, jame
sudarytas kry?minis gr??tamasis ry?ys i? i??jim? ? ??jimus. Norint
parodyti, kaip gr??tamojo ry?io signalas patenka ? trigerio ??jim?, M
sinchroninis SR trigeris schemoje detalizuotas, parodant jo laiko vartus.
Toks pat antrasis SRC trigeris S schemoje atvaizduotas kaip vienas
funkcinis mazgas.
[pic]
30 pav. MS tipo JK trigerio laiko diagramos
30 paveiksle atvaizduotos MS trigerio pirmojo SRC trigerio i??jimo
signalo M ir antrojo SRC trigerio i??jimo signalo Q laiko diagramos,
atitinkan?ios konkre?ius MS trigerio ??jimo signalus C, J ir K. Akivaizdu,
kad antrojo trigerio i??jimas Q yra ir MS trigerio i??jimas. Diagramoje
sunumeruoti ?vykiai trigeryje. Kiekvienas ?vykis – bent vieno ??jimo
signalo pokytis.
Pirmasis ?vykis – J ( 0 (1 – nepakeit? nei vieno trigerio b?vio, nes
trigeriui M neleid?ia vartytis signalas C ( 0, o nepralaidus M neperduoda J
kitimo ? triger? S. Tik antrasis ?vykis – C ( 0 (1 – leid?ia M trigeriui
priimti signal? J ??jime. Tre?iasis ?vykis – C ( 0 (1 ( C ( 1 ( 0 –
leid?ia S trigeriui priimti signal? M ( J ( 1 ir nustato Q ( 1 trigerio
i??jime. ?? SR trigerio b?v? gali pakeisti tik signalas R ( 1. Paduot? ? MS
trigerio K ??jim? vienetin? signal? M trigeris priima ??jime R, sulauk?s
leidimo C ( 1 – penktojo ?vykio. ?e?tasis ?vykis leid?ia S trigeriui
priimti R ( 1 ir nustato jo ir MS trigerio b?v? Q ( 0.
[pic]
31 pav. MS tipo JK trigerio
grafinis ?ymuo
2 ir 3 ?vykiai parodo, kaip MS trigeryje vyksta ?prastasis nustatymas,
o 5 ir 6 ?vykiai – kaip vyksta ?prastasis numetimas. Kai nustatymas
?prastas, J ( 1 ir M ( Q ( ( 0 reik?m?s turi atsirasti iki impulso C ??jime
prad?ios. Kai numetimas ?prastas, iki impulso C ??jime prad?ios turi
atsirasti signalai K ( 1 ir M ( Q ( 1. Kai MS trigeris veikia ?prastai,
tuomet C impulso priekinis frontas kei?ia M trigerio b?v?, o galinis
frontas – S trigerio, taigi ir MS trigerio, b?v?. Dabar jau galima
suformuluoti svarbi? taisykl?: MS trigeris gali pereiti ? kit? b?v? (ne tik
gali, bet ir pereina, jei b?vio kitim? nustato informaciniai signalai), tik
pasibaigus impulsui valdymo ??jime C. Kadangi MS triger? valdo abudu
valdan?iojo impulso frontai (priekinis nustato M trigerio b?v? ir kartu
parengia b?vio keitimui S triger?, galinis – pakei?ia S, taigi ir MS,
trigeri? b?vius), jis vadinamas impulsais vartomu arba impulsiniu trigeriu.
Nors prielaidas trigeriui keisti b?v? informaciniai signalai sudaro dar
prie? paduodant impuls? ? valdymo ??jim?, to poky?io reikia laukti tol, kol
trunka impulsas valdymo ??jime. D?l ?ios prie?asties MS trigeris ir
vadinamas trigeriu su atid?tuoju i??jimo signalu (postponed output) ir
?ymimas 31 paveiksle parodytu ?ymeniu.
[pic]
32 pav. Valdan?iojo signalo parengties (tsu) ir ?tvirtinimo
(th) laikai
Tolimesni 10 – 15 ?vykiai laiko diagramose iliustruoja ne ?prast?j? MS
trigerio nustatym? ir numetim?, bet "vieneto ir nulio pagavim?". Padavus
impuls? ? C ??jim? (9 ?vykis), J ir K ??jim? signal? reik?m?s dar esti
lygios nuliui. Ta?iau dar nepasibaigus C impulsui, J ??jime atsiranda
vieneto signalas (10 ?vykis). J? ir "pagauna" M trigeris, paruo?damas S
trigerio apvertim? galiniu impulso C ??jime frontu (11 ?vykis).
Analogi?kai vyksta ir ne ?prastasis MS trigerio numetimas, bet
"nulio (vieneto K ??jime) pagavimas" – 13-15 ?vykiai.
[pic]
33 pav. Draud?iamas laikas informaciniams signalams
MS trigeris veiks be klaid?, jei informacini? ??jim? signalai nekis
valdan?iojo signalo C parengties ir ?tvirtinimo metu (32 pav.).
MS trigeris "negaudys vienet? ir nuli?", jei informaciniai signalai
nesikeis ne tik valdan?iojo signalo C parengties ir ?tvirtinimo metu, bet
ir tol, kol trunka valdymo signalo impulsas (33 pav.).
Impulsinio MS tipo SR trigerio schem? labai paparasta pakeisti MS
tipo D trigerio schema.
Kadangi T trigeris yra JK trigeris, kai J ( K ( T, tai ?trauk? ?i?
nedidel? patais? ? MS tipo JK trigerio funkcin? schem? (29 pav.), gausime
MS tipo T trigerio funkcin? schem?.
[pic]
34 pav. MS tipo T trigerio funkcin? schema
(J ( K ( T ( 1)
Labai paplit?s toks MS tipo T trigeris, kuriame J ( K ( T ( 1. Kai ?i?
??jim? lygiai yra fiksuoti, trigeris teturi vien? C ??jim?. ?io trigerio
funkcin? schem? (34 pav.) taip pat galima nesunkiai gauti, pakeitus 29
paveiksle parodyt? MS tipo JK trigerio funkcin? schem?.
Sudarysime ?io MS tipo T trigerio i??jimo signalo Q laiko diagram?.
Tai yra lengviau, brai?ant kelias pagalbines laiko diagramas: S trigerio C
??jimo signalo C; M trigerio i??jimo ir S trigerio ??jimo signalo M ( S2; S
trigerio i??jimo ir M trigerio R ??jimo signalo Q2 ( R1 ( ( Q bei
inversinio Q2 ( S1 ( Q; be to, tarkime, kad pradinis M trigerio i??jimo M
lygis yra auk?tas (11.18 pav.). Signal? v?linimas ?iame paveiksle
neparodytas.
Dinaminiai trigeriai
Dinamini?, arba frontais valdom? (edge triggered), trigeri? strukt?ra
labai pana?i ? MS trigeri?: jie taip pat sudaryti i? dviej? nuosekliai
sujungt? SRC trigeri?, ? kuri? C ??jimus paduodami inversiniai vienas kito
at?vilgiu signalai. Nuo MS trigeri? ?ie trigeriai skiriasi tuo, kad juose
tiesioginis C signalas patenka ? antr?j? triger?, o inversinis – ? pirm?j?.
Populiariausias yra dinaminis D trigeris. Tod?l jam ?iame poskyryje
skirsime daugiausia d?mesio.
Dinaminio D trigerio schema ir veikimas
Dinaminio D trigerio funkcin? schema parodyta 35 paveiksle.
[pic]
35 pav. Dinaminio D trigerio funkcin? schema
?inodami, kaip veikia SRC trigeriai, galime nubrai?yti dinaminio D
trigerio i??jimo signalo laiko diagramas, atitinkan?ias konkre?ias ??jimo
signal? laiko diagramas (36 pav). ?iame paveiksle parod?me ir signalo Q1
laiko diagram?. Kad b?t? papras?iau, signal? v?linimo laik? neparod?me.
[pic]
36 pav. Dinaminio D trigerio laikos diagramos
Tarkime, kad pradinis Q1 lygis buvo ?emas. I? 36 paveikslo laiko
diagram? matyti, kad D trigeris yra valdomas (i??jime Q atkartoja ??jimo D
signal?) tik signalo C priekinio fronto metu: Q po C priekinio fronto yra D
iki C priekinio fronto. Kol trunka neigiamas C impulsas, D trigeris negali
pereiti ? kit? b?v?, nes yra nevaldomas antrasis trigeris. Kol trunka
teigiamas C impulsas, D trigeris negali pereiti ? kit? b?v?, nes tuomet
pirmasis trigeris yra nevaldomas. Ar trigeris valdomas bent priekinio C
fronto metu? Taip, nes leidimas keisti b?v? ? antr?j? triger? ateina
anks?iau, negu draudimas ? pirm?j? triger?. Tad antrasis trigeris jau
valdomas, kai pirmasis dar valdomas. Tas laiko intervalas, kai, pasibaigus
signalo C priekiniam frontui, dinaminis trigeris perduoda signal? i? ??jimo
D ? i??jim? Q, yra labai trumpas ir lygus inverterio v?linimo laikui. Tik
to trumpo intervalo metu abu nuosekliai sujungti trigeriai turi leidim?
keisti b?v?.
[pic]
39 pav. Priekiniu (a) ir galiniu (b) C impulso frontu valdom? dinamini? D
trigeri? ?ymenys
Dinaminio D trigerio, valdomo priekiniu (a) ir galiniu (b) C ??jimo
impulso frontu, grafiniai ?ymenys parodyti 39 paveiksle.
Priekiniu frontu valdom? dinamin? triger? galima paversti galiniu
frontu valdomu, ?jungus ? C ??jim? papildom? inverter? (37 pav.).
[pic]
37 pav. Dinaminio D trigerio priekinio valdan?iojo impulso fronto keitimas
galiniu (a) ir atvirk??iai (b)
Iki ?iol nagrin?jome tik dinamin? D triger?. Ta?iau esti ir kitoki?
dinamini? trigeri?. I? to, kas iki ?iol pasakyta, nesunku prieiti i?vad?,
kad asinchronini? dinamini?, kaip ir MS, trigeri? neb?na. Be aptartojo D
trigerio dar gali b?ti SR, JK ir T dinaminiai trigeriai.
[pic]
38 pav. Laiko ribojimai dinaminiams trigeriams, valdomiems priekiniu (a)
ir galiniu (b) C impulso frontu
Nuo dinaminio D trigerio funkcin?s schemos (35 pav.) ma?iausiai
skiriasi SRC dinaminio trigerio schema. J? gausime, pa?alin? inverter?,
jungiant? D ??jim? su pirmojo SRC trigerio R ??jimu, o pastar?j? naudodami
kaip savaranki?k? dinaminio trigerio ??jim?.
Dinaminiai trigeriai veiks be klaid?, jei signalai j? informaciniuose
??jimuose (D, S ir R, J ir K arba T) nekis signalo C parengties ir
?tvirtinimo metu (38 pav.).
Dinaminio D trigerio detalus apra?ymas
Tai, kad sinchronin?se trigerin?se schemose da?niausiai naudojami
dinaminiai D trigeriai, lemia kelios prie?astys. Pirma, galimyb? tiksliai
sinchronizuoti tokio trigerio b?vi? kait? valdan?iojo impulso frontu.
Antra, gana nesud?tinga dinaminio D trigerio schema. Tre?ia, D trigerius
apra?yti papras?iau negu bet kuriuos kitus trigerius, tod?l ir schemas su
?iais trigeriais analizuoti ir projektuoti yra lengviau.
?? ir 23 poskyr?, kuriais baigiame vienuolikt?j? skyri?, gal?tume
pavadinti ?vadu ? trylikt?j? skyri?, skirt? sinchronini? trigerini? schem?
projektavimui. Kadangi dinaminis D trigeris yra sinchronin? trigerin?
schema, tai ir kitos sinchronin?s trigerin?s schemos apra?omos ir
nagrin?jamos taip pat, kaip ir aptariamasis trigeris.
?iame poskyryje u?ra?ysime dinaminio D trigerio charaktering?j?
lygt?, sudarysime jo Karno, ?vyki? ir b?vi? kaitos diagramas.
Kaip ir bazini? trigeri?, taip ir dinaminio D trigerio
charaktering?j? lygt? u?ra?ysime remdamiesi v?linan?iojo trigerio modeliu.
?io trigerio funkcin? schema parodyta 40, a paveiksle, login? schema
(modelis) – 40, b paveiksle. Modelio v?linimo grandis ?jungta ?
gr??tamojo ry?io kilp? taip, kad ji atskirt? trigerio ?io
[pic]
40 pav. Dinaminio D trigerio funkcin? schema (a)
ir login? schema – v?linan?iojo trigerio modelis (b)
b?vio ir kito b?vio i??jimo signalus. Pirmojo trigerio kito b?vio i??jimo
signalas Y1 yra ?io b?vio i??jimo signalo y1, informacinio signalo D ir
valdan?iojo signalo C funkcija. Login? schema vaizd?iai rodo, kad
informacinio ??jimo signalas D pasiekia i??jim?, pra?j?s tris loginius
elementus, tai yra (t1 ( 3t1LE . Kol C ( 0, tol pirmasis trigeris T1 yra
pralaidus, tad iki priekinio C impulso fronto pakanka laiko, kad y1 reik?m?
tapt? tokia pati, kaip ir Y1. Antrasis trigeris pralaidus, kai C ( 1. ?io
trigerio b?v? nustato Y1, kai C tampa lygus vienetui. Kito b?vio i??jimo
signalas Y2 yra argument? Y1, y2 ir C funkcija. ?vertin?, kad Y1 priklauso
nuo y1, D ir C, galime teigti, kad Y2 yra argument? y1, y2, D ir C
funkcija.
Remdamiesi modeliu, gauname:
Y1 ( (y1 + CD) +CD ( (y1 + CD) ( (C+D) ( y1C + y1D + CD
Y2 ( (y2 + Y1C)+Y1C ( (y2 +Y1C) ( (Y1+C) ( y2Y1 + y1C + y2C ( (Y1
(y2 + C)+y2C ( (y1 C+ y1D +CD) ( (y2+C) +y2C (
(y1C + y1y2C +y1 CD +y1y2D + y2CD + y2C ( y1C +y1y2D +y2C
Trigeri? T1 ir T2 Karno diagramos sudaromos pagal apvest?sias
charaktering?sias lygtis: trigeri? i??jimo signal? kit? b?vi? Y1 ir Y2
reik?m?s yra ?i? b?vi? y1 ir y2 bei i?orini? ??jimo signal? C ir D
funkcijos (41, a ir b pav.). ? trigerio T1 Karno diagram? (41, a pav.)
dirbtinai ?trauktas argumentas y2, nuo kurio reik?m?s kitas trigerio T1
b?vis nepriklauso. Tai padaryta vien tam, kad b?t? galima sudaryti
kompozicin? dinaminio D trigerio (trigerin?s schemos) Karno diagram?,
parodyt? 41, c paveiksle, jungian?i? trigeri? T1 ir T2 Karno diagramas a ir
b paveiksluose. Paprastai projektuojant trigerines schemas sudaromos tik
kompozicin?s Karno diagramos, ? kurias ?ra?omi vis? trigerin?s schemos
trigeri? b?viai (taip sutaupoma vietos ir laiko).
[pic]
41 pav. SRC trigeri? T1 ir T2 Karno diagramos (a, b)
bei kompozicin? dinaminio D trigerio Karno diagrama (c)
Kompozicin?je Karno diagramoje dinaminis D trigeris, kaip ir kiekviena
trigerin? schema su dviem trigeriais, apib?dinamas keturiais skirtingais
trigeri? ?i? b?vi? rinkiniais, pa?ym?tais raid?mis a, b, c ir d. Stabil?s
b?viai yra pabraukti.
[pic]
42 pav. Dinaminio D trigerio
?vyki? diagrama
Dinaminio D trigerio veikim? vaizd?iai iliustruoja jo ?vyki? (42 pav.)
ir b?vi? kaitos (43 pav.) diagramos. Abi jos sudaromos remiantis
kompozicine Karno diagrama.
?vyki? diagramoje ?ra?yti kiti trigerio b?viai. Aptardami rodykl?mis
parodytus ?vykius, vykstan?ius kintant i?oriniams ??jimo signalams,
prisiminkime, kad kiekvienas ?vykis baigiasi stabiliu b?viu.
Nagrin?jim? prad?sime nuo stabilaus D trigerio b?vio y1y2CD ( 0000.
Numeruotus diagramoje ?vykius atitinka tokie ??jim? signal? poky?iai:
1. C ( 0(1; 2. D ( 0(1; 3. C ( 1(0; 4. C ( 0(1; 5. D ( 1(0; 6. D
( 0(1; 7. C ( 1(0; 8. D ( 1(0.
Pirmasis ?vykis – signalo C reik?m?s pokytis i? 0 ? 1. Kadangi
informaciniame ??jime, kaip ir buvo, taip ir liko D ( 0, tai n? vieno
trigerio b?vis nepasikeit?, dinaminis trigeris i?liko stabiliame b?vyje a.
Antrojo ?vykio metu D pakito i? 0 ? 1, kai C jau buvo lygus 1, tad y2 ir
dinaminio trigerio stabilus a b?vis nepakito. Tre?iojo ?vykio metu C pakito
i? 1 ? 0, leisdamas trigeriui T1 pereiti ? kit? b?v?. Trigerio T2 b?vis
nepakito. Tolesnius ?vykius i?nagrin?kite savaranki?kai.
[pic]
43 pav. Dinaminio D trigerio
b?vi? kaitos diagrama
Ir kompozicin? Karno diagrama, ir ?vyki? diagrama, ir b?vi? kaitos
diagrama gerai paai?kina dinaminio D trigerio ypatybes. Paprastai pakanka
sudaryti ir i?nagrin?ti bent vien? i? j? – t?, kuri atrodo vaizd?iausia.
Projektuojant trigerines schemas, da?niausiai sudaromos kompozicin? Karno
ir b?vi? kaitos diagramos. Mes pateik?me visas jas vien d?l to, kad
i?moktum?te sudaryti ir nagrin?ti bet kuri? i? j?.
?iame poskyryje i?d?styta dinaminio D trigerio apra?ymo ir jo ypatybi?
nagrin?jimo metodika tinka ne tik dinaminiam ar kitam sud?tingam trigeriui,
bet ir bet kuriai trigerinei schemai.
Sutrumpintosios trigeri? b?vi? reik?mi? lentel?s ir lygtys
Projektuojant trigerines schemas, da?nai taikomos sutrumpintosios
trigeri? b?vi? reik?mi? lentel?s ir lygtys bei trigeri? ?adinimo signal?
reik?mi? lentel?s ir lygtys.
Sutrumpintosios trigeri? b?vi? reik?mi? lentel?s ir lygtys yra labai
paprastos, tod?l lengvai ?simenamos. Jos pabr??ia skirtum? tarp keturi?
trigeri? tip?: SR, D, JK ir T (11.1 – 5 lent.). Kad b?t? papras?iau, ?ios
lentel?s sudaromos elementariam asinchroniniam i?vardint? trigeri?
variantui, nors galioja ir sinchroniniams trigeriams, kai ? j? valdymo
??jimus yra paduotas signalas C ( 1, leid?iantis ?iems trigeriams keisti
b?vius.
Sutrumpintose lentel?se u?ra?omos kito trigerio b?vio Q reik?m?s,
atitinkan?ios visus galimus signal? informaciniuose ??jimuose derinius.
2 lentel?. Sutrumpintoji SR trigerio b?vi? reik?mi? lentel?
|I?oriniai ??jimo |Kito b?vio |?vykis |
|signalai |signalas | |
| |i??jime | |
|S |R |Q | |
|0 |0 |q |B?vis nekinta |
|0 |1 |0 |Numetimas |
| | | |(i?trynimas) |
|1 |0 |1 |Nustatymas |
| | | |(?ra?ymas) |
|1 |1 |x |Draud?iamasis |
| | | |rinkinys |
3 lentel?. Sutrumpintoji D trigerio b?vi? kaitos lentel?
|I?orinis |Kito b?vio |?vykis |
|??jimo |signalas | |
|signalas |i??jime | |
|D |Q | |
|0 |0 |Numetimas (i?trynimas)|
|1 |1 |Nustatymas (?ra?ymas) |
4 lentel?. Sutrumpintoji JK trigerio b?vi? kaitos lentel?
|I?oriniai ??jimo|Kito b?vio |?vykis |
|signalai |signalas | |
| |i??jime | |
|J |K |Q | |
|0 |0 |q |B?vis nekinta |
|0 |1 |0 |Numetimas |
| | | |(i?trynimas) |
|1 |0 |1 |Nustatymas |
| | | |(?ra?ymas) |
|1 |1 |q |Apsivertimas |
5 lentel?. Sutrumpintoji T trigerio b?vi? kaitos lentel?
|I?orinis |Kito b?vio | |
|??jimo |signalas |?vykis |
|signalas |i??jime | |
|T |Q | |
|0 |q |B?vis nekinta |
|1 |q |Apsivertimas |
Sutrumpintosios b?vi? lentel?s vaizd?iai parodo, kad JK trigeris yra
universalus: kai J ( S ir K ( R, esant trims leistiniems S ir R rinkiniams,
jis veikia taip pat, kaip ir SR trigeris, kur?, savo ruo?tu, lengva
pakeisti ? D triger?; kai J ( K ( T, jis veikia kaip T trigeris. D?l ?ios
prie?asties kai kuriose mikroschem? serijose gaminami tik universal?s JK
trigeriai. Dinaminiai trigeriai apskritai b?na tik D ir JK tip?, nes SR ir
T dinaminius trigerius paprasta sudaryti i? dinamini? JK trigeri?.
Pagal b?vi? reik?mi? lenteles galima u?ra?yti trigeri? lygtis.
Prad?sime nuo SR trigerio. Pagal mintermo apibr??im?
Q(S,R) ( f0 ( m0 + f1 ( m1 + f2 ( m2 + f3 ( m3 (
( q S R + 0 ( S R + 1 ( S R + x ( S R ( q S R + S R + x ( S
R.
[pic]
40 pav. SR trigerio Karno diagrama
Galutin? SR trigerio lygt? gausime pritaik? Karno diagram? (40 pav.):
Q(S, R) ( p1 + p2 ( S + q ( R .
D trigerio lygtis, atitinkanti jo b?vi? reik?mi? lentel?, akivaizdi:
Q(D) ( D.
Poskyrio prad?ioje min?jome, kad projektuojant trigerius ir
trigerines schemas naudoja dar vienas trigerius apra?an?ias, vadinam?sias
?adinimo signal? reik?mi?, lenteles (angl. – exitation table). ? jas
?ra?omi trigerio ??jimo, arba ?adinimo, signalai, sukuriantys visus galimus
?io ir kito trigerio b?vio signal? derinius.
6 lentel?. SR trigerio ?adinimo signal? reik?mi? lentel?
|?io ir kito b?vio i??jimo|I?oriniai ??jim? (?adinimo)|
|signalai |signalai |
|q |Q |S |R |
|0 |0 |0 |x |
|0 |1 |1 |0 |
|1 |0 |0 |1 |
|1 |1 |x |0 |
7 lentel?. D trigerio ?adinimo signal? reik?mi? lentel?
|?io ir kito b?vio i??jimo|I?oriniai ??jimo (?adinimo)|
|signalai |signalai |
|q |Q |D |
|0 |0 |0 |
|0 |1 |1 |
|1 |0 |0 |
|1 |1 |x |
8 lentel?. JK trigerio ?adinimo signal? reik?mi? lentel?
|?io ir kito b?vio i??jimo|I?oriniai ??jim? (?adinimo)|
|signalai |signalai |
|q |Q |J |K |
|0 |0 |0 |x |
|0 |1 |1 |x |
|1 |0 |x |1 |
|1 |1 |x |0 |
7 lentel?. T trigerio ?adinimo signal? reik?mi? lentel?
|?io ir kito b?vio i??jimo|I?oriniai ??jimo (?adinimo)|
|signalai |signalai |
|q |Q |T |
|0 |0 |0 |
|0 |1 |1 |
|1 |0 |1 |
|1 |1 |0 |
Remdamiesi ?adinimo signal? reik?mi? lentel?mis, galime u?ra?yti
trigeri? ?adinimo lygtis. Papras?iausia D trigerio ?adinimo lygtis: D ( Q.
Nesud?tinga ir T trigerio ?adinimo lygtis: T ( q ( Q . Paprastos ?adinimo
lygtys didele dalimi lemia D ir T trigeri? populiarum? projektuojant
trigerines schemas.
LITERAT?RA
1. G. Eidukevi?ius, A. Kajackas. Radioelektronikos pagrindai. D2. – V.:
Mokslas, 1977. –312 p.
2. Ï. Õîðîâèö, Ó. Õèëë. Èñêóññòâî ñõåìîòåõíèêè. Â 3-õ òîìàõ. Ïåð. ñ àíãë.
- Ì.: Ìèð, 1993.
3. Mark M. Horenstein. Microelectronic circuits and devices. Prentice-
Hall International, 1990. – 902 p.
TESTAS
1. Kada dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? tampa trigeriu?
a. Kai joje sudaromi atskirti vienas nuo kito ??jimai ir i??jimai.
b. Kai joje sudaromas ??jimas
c. Kai joje sudaromas i??jima
2. Kod?l ??jimo signal? rinkinys S = 1 ir R = 1 SR trigeriui yra
draud?iamas?
a. Nes jis vienareik?mi?kai nustato ?io trigerio i??jimuose Q = Q =
1
b. Nes jis vienareik?mi?kai nustato ?io trigerio i??jimuose Q = Q =
0.
c. Nes jis vienareik?mi?kai nustato ?io trigerio i??jimuose Q > Q
3. D trigeris – tai:
a. SR trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D ( S.
b. SR trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D > S
c. SR trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D < S
4. Kur nukreipti sinchroniniuose JK trigeriuose gr??tamojo ry?io
signalai?
a. ? ??jimus pro laiko vartus.
b. ? ??jimus ir i??jimus pro laiko vartus
c. ? i??jimus pro laiko vartus
5. T trigeris – tai
a. JK trigeris, kuriame J > K > T
b. JK trigeris, kuriame J ( K ( T.
c. JK trigeris, kuriame J < K < T
6. Realaus trigerio:
a. I??jimo signalas v?luoja ??jimo signal? at?vilgiu.
b. ??jimo signalas v?luoja i??jimo signal? at?vilgiu
c. Viskas laiku
7. Kaip galima sudaryti konkretaus MS tipo trigerio schem??
a. Tai gal?t? b?ti SR arba T impulsinis MS tipo trigeris
b. Tai gal?t? b?ti SR, D, JK arba T impulsinis MS tipo trigeris.
c. Tai gal?t? b?ti JK arba D impulsinis MS tipo trigeris
8. Bazinius trigerius sudaro:
a. Du loginiai elementai, susieti kry?miniais gr??tamaisiais
ry?iais.
b. Tris loginiai elementai, susieti kry?miniais gr??tamaisiais
ry?iais
c. Vienas loginis elementas
9. Kas ?viks JK trigeriui, kai J = 0, K = 1 ir Q = 0?
a. B?vis nekinta
b. Apsivertimas
c. Numetimas (i?trynimas).
10. Kas ?viks D trigeriui, kai D = 1 ir Q = 1?
a. B?vis nekinta
b. Numetimas (i?trynimas)
c. Nustatymas (?ra?ymas).
11. Kas ?viks D trigeriui, kai D = 0 ir Q = 0?
a. B?vis nekinta
b. Numetimas (i?trynimas).
c. Nustatymas (?ra?ymas)
12. Kas ?viks JK trigeriui, kai J = 0, K = 1 ir Q = q?
a. B?vis nekinta.
b. Apsivertimas
c. Numetimas (i?trynimas)
13. Kas ?viks T trigeriui, kai T = 0 ir Q = q?
a. B?vis nekinta.
b. Apsivertimas
c. Numetimas (i?trynimas)
14. Kas yra trigeris?
a. Loginis ?taisas, turintis du ir tik du stabilius b?vius, ir du
inversinius vienas kito at?vilgiu i??jimus.
b. Loginis ?taisas, turintis viena ir tik viena stabilu b?v?
c. Loginis ?taisas, turintis du ir tik du stabilius b?vius, ir
viena inversini i?ejim?
15. Kaip dar vadinami trigeriai ir schemos su trigeriais?
a. B?vi? automatai.
b. Lo?imo automatai
c. Stiprintuvai
16. Kas sudaro bazinius trigerius?
a. Vienas loginis elementas
b. Tris loginiai elementai, susieti kry?miniais gr??tamaisiais
ry?iais
c. Du loginiai elementai, susieti kry?miniais gr??tamaisiais
ry?iais.
17. I? ko sudaromi sud?tingesni trigeriai?
a. I? bazinio trigerio ir triger? valdan?ios schemos.
b. I? bazinio trigerio
c. I? triger? valdan?ios schemos
18. Kaip galima apra?yti trigerio veikim??
a. Jo i??jimo signal? laiko diagramomis, sudarytomis pagal i?orini?
??jimo signal? laiko diagramas.
b. Jo i??jimo signal? laiko diagramomis
c. Jo ??jimo signal? laiko diagramomis
19. K? ?ymim J ?
a. Trigerio i??jim?
b. Trigerio ??jim?.
c. Trigeri
20. Kaip galima sudaryti konkretaus MS tipo trigerio schem??
a. Tai gal?t? b?ti SR arba T impulsinis MS tipo trigeris
b. Tai gal?t? b?ti JK arba D impulsinis MS tipo trigeris
c. Tai gal?t? b?ti SR, D, JK arba T impulsinis MS tipo trigeris.
21. Kokie trigeriai da?niausiai naudojami sinchronin?se trigerin?se
schemose
a. Dinaminiai D trigeriai.
b. Baziniai SR trigeriai
c. JK trigeriai
22. I? ko sudaryti dinaminiai trigeriai?
a. I? dviej? nuosekliai sujungt? SRC trigeri?.
b. I? dviej? nuosekliai sujungt? SR trigeri?
c. I? dviej? nuosekliai sujungt? T trigeri?
23. MS triger? valdo:
a. Vienas valdan?iojo impulso frontas
b. Du valdan?iojo impulso frontai.
c. Niekas nevaldo
24. Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? tampa trigeriu kai:
a. Kai joje sudaromas ??jimas
b. Kai joje sudaromi atskirti vienas nuo kito ??jimai ir i??jimai.
c. Kai joje sudaromas i??jima
25. Kaip ?ymimas ??jimo signalas?
a. S.
b. Q
c. R
26. Kiek logini? element? sudaro dviej? b?vi? atminties l?stel?s login?
schem??
a. Vieno
b. Dviej?.
c. Trij?
27. Kaip atrodo D trigerio lygtis, atitinkanti jo b?vi? reik?mi? lentel??
a. Q(D) ( D.
b. D(Q) = Q
c. T(D) = D
28. Kaip galima i?reik?ti T triger??
a. JK trigeris, kuriame J > K > T
b. JK trigeris, kuriame J < K < T.
c. JK trigeris, kuriame J = K = T.
29. Kok? triger? sudaro du nuosekliai sujungti SRC trigeriai?
a. Sinchronin?
b. Asinchronin?
c. Dinamin?.
30. Kaip ?ymimas trigerio ??jimas?
a. R
b. J.
c. Q
31. Kada JK trigeris yra universalus?
a. kai J ( S ir K ( R.
b. kai J > S ir K = R
c. kai J = S ir K < R
32. Priklausomai nuo kokoio loginio elemento atmainos veikia login?
schema?
a. TRTL ir TTL
b. nMOP ir KMOP
c. vekia nepriklausomai.
33. Ka vienareik?mi?kai nustato signalas S = 1, kai login?s schemos
??jimuose yra signal? rinkinys S = 1 ir R = 0?
a. Q = 0.
b. Q=1
c. Q=q
34. Kas yra kiekvieno trigerio svarbiausioji dalis?
a. Trij? stabili? b?vi? atminties l?stel?
b. Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel?.
c. Vien? stabili? b?vi? atminties l?stel?
35. Kas sudaro dviej? b?vi? atminties l?stel?s schem??
a. Du var?inio stiprintuvo laipsniai.
b. Vienas var?inio stiprintuvo laipsnis
c. Tris var?inio stiprintuvo laipsniai
36. Ar galimas b?vis, kai abu tranzistoriai praviri?
a. Galimas, bet nestabilus.
b. Negalimas
c. Galimas
37. Kam naudojama schema, kurioje galimi tik du stabil?s b?viai?
a. Kaip atminties l?stel? dviej? bit? informacijai saugoti
b. Kaip atminties l?stel? vieno bito informacijai saugoti.
c. Kaip atminties l?stel? trij? bit? informacijai saugoti
38. Kas sudaro dviej? b?vi? atminties l?stel?s login? schem? sudaro?
a. Du loginiai elementai.
b. Tris loginiai elementai
c. Keturi loginiai elementai
39. Kaip vadinami du bazinio SR trigerio ??jimo signal? rinkiniai SR = 10
ir SR = 01?
a. aktyviaisiais arba nustatan?iaisiais.
b. u?darais
c. pasyviais
40. Kiek trigeris turi ??jimo signal??
a. Vien?
b. Du
c. Tris.
41. Kam tinka Karno diagram??
a. Trigerio b?vio stabilumui nustatyti.
b. Trigerio b?vio nustatyti
c. Trigerio reik?m? nustatyti
42. Kas ?ra ?vyki? diagrama?
a. Tai modifikuota Karno diagrama.
b. Tai trigerio b?vio diagrama
c. Tai trigerio lygties diagrama
43. Pagal trigerio strukt?r? skiriami:
a. SR, D, JK ir T trigeriai.
b. ~S~R, J, T ir D trigeriai
c. JK ir T trigeriai
44. Kada dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? tampa trigeriu kai:
a. Kai joje sudaromas ??jimas
b. Kai joje sudaromi atskirti vienas nuo kito ??jimai ir i??jimai.
c. Kai joje sudaromas i??jima
45. I? ko sudaromi sud?tingesni trigeriai?
a. I? bazinio trigerio ir triger? valdan?ios schemos.
b. I? bazinio trigerio
c. I? triger? valdan?ios schemos
46. Kas tinka Trigerio b?vio stabilumui nustatyti?
a. Karno diagrama.
b. B?vi? diagrama
c. Laiko diagrama
47. Kaip galima apibr??ti D triger??
a. tai SR trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D ’ S.
b. tai JK trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D ’ S
c. tai ~S~R trigeris, turintis vien? informacin? ??jim? D ’ S
48. Kai C ’ 1, ??jimo signal? rinkinys JK ’ 00 (CJK ’ 100) yra:
a. pastovus
b. pasyvus.
c. kintantis
49. Kaip skiriami trigeri? strukt?r?:
a. Pagal ~S~R, J, T ir D trigeriai
b. Pagal SR, D, JK ir T trigeriai.
c. Pagal JK ir T trigeriai
50. Ka vienareik?mi?kai nustato signalas S = 1, kai login?s schemos
??jimuose yra signal? rinkinys S = 1 ir R = 0?
a. Q = 0.
b. Q=1
c. Q=q
51. Kok? triger? sudaro du nuosekliai sujungti SRC trigeriai?
a. Sinchronin?
b. Asinchronin?
c. Dinamin?.
52. Realaus trigerio:
a. I??jimo signalas v?luoja ??jimo signal? at?vilgiu.
b. ??jimo signalas v?luoja i??jimo signal? at?vilgiu
c. Viskas laiku
53. Kas sudaro bazinius trigerius?
a. Tris loginiai elementai, susieti kry?miniais gr??tamaisiais
ry?iais
b. Du loginiai elementai, susieti kry?miniais gr??tamaisiais
ry?iais.
c. Vienas loginis elementas
54. Koks trigeris prakti?kai retai taikomas?
a. Sinchroninis JK.
b. Dinaminis D
c. Bazinis SR
55. Kas tinka Trigerio b?vio stabilumui nustatyti?
a. Karno diagrama.
b. B?vi? diagrama
c. Laiko diagrama
56. Kokie trigeriai naudojami norint i?spr?sti potencialini? JK ir T
trigeri? generavimo problem??
a. Dinaminiai D
b. Impulsiniai MS.
c. Baziniai SR
57. Kai C ’ 1, ??jimo signal? rinkinys JK ’ 00 (CJK ’ 100) yra:
a. pastovus
b. pasyvus.
c. kintantis
58. Ar galimas b?vis, kai abu tranzistoriai praviri?
a. Galimas, bet nestabilus.
b. Negalimas
c. Galimas
59. Kaip galima lengvai pakeisti impulsinio MS tipo SR trigerio schem??
a. MS tipo D trigerio schema.
b. SR tipo MS trigerio schema
c. MS tipo T trigerio schema
60. Kas yra kiekvieno trigerio svarbiausioji dalis?
a. Trij? stabili? b?vi? atminties l?stel?
b. Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel?.
c. Vien? stabili? b?vi? atminties l?stel? |
