Таблица состояний
Последовательностные устройства
Как уже упоминалось в начале курса ЭЦДД цифровые устройства делятся на комбинационные и последовательные. Все последовательностные устройства обладают памятью. Память – свойство сохранять в течении неограниченного времени внутреннее состояние устройства. Работа последовательностных схем определяется как текущими входными состояниями, так и предыдущими состояниями, информация о которых храниться в памяти. Последовательностные схемы называются еще конечными автоматами. Основой почти всех схем памяти является триггер.
Триггеры. Классификация.
Триггер – логическая схема с положительной обратной связью, могущая неограниченно долго находиться в одном из двух устойчивых состояний (0 и 1), которые обеспечиваются положительной обратной связью, а не входным сигналом, триггер скачком, лавинообразно меняет одно состояние на другое под воздействием входного сигнала.
Триггеры делятся на симметричные и несимметричные (триггеры Шмитта). Триггеры Шмитта рассмотрим вместе с импульсными устройствами, а симметричные триггеры делятся на:
1. По способы записи информации на: асинхронные и синхронные – тактируемые;
2. По способу управления записью информации бывают:
а) статическое управление;
б) динамическое – по фронту переднему или заднему;
в) двухступенчатое – с двумя тактовыми импульсами или по двум фронтам;
3. По способу организации логических связей:
а) элементарные с раздельной установкой 0 и 1 –RS триггеры;
б) с приемом информации по одному входу –D;
в) со счетным входом;
г) универсальные с раздельной установкой 0 и 1 – JK.
Асинхронный RS триггер с прямыми входами.
Строиться на элементах ИЛИ – НЕ. S – SET – установки (Q в 1); R – RESET – возврат, сброс (Q в 0).
 
                     
Первые две строки таблицы состояний, когда S=0 и K=0 это режим хранения, при этом состоянии триггера не меняется Qпн=Qп
Таблица состояний
|
| Такт tn
| Такт tnн
| | №
| Sп
| Rп
| Qп
| Qпн
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
| н/0
| |
|
|
|
| н/0
| Следующие две строки (3 и 4) – перевод триггера в Q, т.е Qпн=0, независимо от состояния Qп (Qп=0 или Qп=1), потому что R=1, а S=0.
Последующие две строки (5 и 6) – перевод триггера в 1, т.е Qпн=1, независимо от предыдущего состояния Qп (Qп=0 или Qп=1), т.к S=1, а R=0.
Две последние строки таблицы называют состоянием неопределенных.
 Если на S и R входы подать лог 1, то на обоих выходах Q и Q появятся нули. Если теперь одновременно снять 1 со входов R и S, то оба элемента ИЛИ-НЕ начнут переключаться в единичное состояние, каждый стремясь при этом оставить своего «партнера» в нуле. Какой партнер одержит в этом «поединке» победу будет зависеть от их коэффициентов усиления, скорости переходных процессов и ряда других неизвестных заранее факторов. Для разработчика схемы результирующее состояние триггера оказывается неопределенным, поэтому комбинация R=1, S=1 считается запрещенной, и в обычных условиях её не используют. В некоторых справочниках эту комбинацию даже называют неустойчивой, хотя пока она держится на входах, схема вполне устойчива. Комбинацию R=1, S=1 допускается применять только когда, обеспечено не одновременно, а строго определенное снятие 1 с R и S входов.
По таблице состояний триггера так же как и по таблице истинности комбинационных схем, можно построить карту Карно. В двух последних строчках таблицы состояний отражена неопределенность состояния триггера не во время подачи лог 1 на входы R и S, а после одновременного снятия лог 1 с этих входов. Пока же на входы R и S подана лог 1 состояние выходов определено. Предположим что в этом состоянии Q и  , тогда карта Карно примет вид. После минимизации из карты Карно запишем
Схема поэтому выражена вверху.
Если в карте Карно вместо состояния неопределенности  и  , то получим следующую карту Карно. После минимизации получим выражения.
 . Схема по этому является базовой для RS в ТТЛ триггерах.
   
                            
Асинхронный двухступенчатый JK триггер.
                                         
В отличие от RS триггеров JK триггеры не боятся когда на оба их входа поступает лог 1 – они при этом переключаются в состояние, противоположное текущему. В данном JK триггере изменение состояния происходит с задержкой, равной длительности входных сигналов, вызывающих переход в новое состояние. Роль задержки выполняет второй RS триггер, который в отсутствие входных лог 1 копирует, повторяет состояние первого RS триггера, а в присутствии хотя бы одной лог 1 на входах он «отключается» от первого RS триггера и сохраняет свое состояние. Чтобы
подчеркнуть, что в данный JK триггер входит два RS триггера в обозначении ТТ.
 
TOGGLE – прибор с двумя устойчивыми состояниями, тумблер, коленчатый вал кувыркаться.
|
1
1
