Синтез КЦУ с количеством входов N и выходов M

Принцип синтеза КЦУ на несколько выходов заключается в следующем: КЦУ С М-выходами (М>1) и N-входами рассматривается как М- элементарное КЦУ, количество которых определяется кол-вом выходов. Каждое элементарное КЦУ имеет N-общих входов и только один M_j –выход.

Элементарное КЦУ № 0

N входов

Y₀

M эл. КЦУ

Элементарное КЦУ № М

N входов

Y_M-1

Рассмотрим примеры синтеза КЦУ на М выходов.

Синтез шифратора и дешифратора

Синтез дешифратора

Дешифратор - это КЦУ,которое преобразует двоичный цифровой код на входе в унитарный цифровой код на выходе.

Рассмотрим пример дешифратора, у которого на входе 3-х разрядный цифровой код, а на выходе 8-разрядный унитарный цифровой код.

УГО дешифратора

DC

C

X0

X2

Y0

Y7

Запись структурной схемы дешифратора в базисе AND-NOT

Применим два отрицания справа от знака равенства и получим формулы

вида:

Синтез мультиплексора

Мультиплексор – КЦУ, предназначенное для поочередной передачи на один выход одного из Nвходных сигналов, т.е. для мультиплексирования (объединения – multiplexer).Управление работой мультиплексора (выбор номера канала) осуществляется с помощью входного кода адреса. Например, для 4-х канального мультиплексора (4 входа и один выход) необходим 2-х разрядный управляющий (адресный) код, а для 16-ти канального 4-х разрядный

Рассмотрим синтез мультиплексора на 4 входа и 1 выход (MS 4/1)

Таблица переключений:

СДНФ:

Схема мультиплексора имеет вид

УГО мультиплкексора

D0 D1 D2 D3

A0 A1

C

MS 4/1

Y

Демультиплексор (разъединитель сигналов-каналов)

Демультиплексор осуществляет выдачу на выходе сигнала одного из информационных каналов в зависимости от содержания адреса

Таблица переключенийдемультиплексора (DMS 1/4):

СДНФ:

Раздел 2Конечные автоматы (КА) с малым объемом памяти(последовательные устройства - ПЦУ)

КА(ПЦУ) - это цифровое устройство, в котором значения выходного сигнала Yj в данный момент времени определяется не только значением входных сигналов Xi в данный момент времени,но и тем значением, которое было на предыдущем интервале.

Примеры КА: триггеры, регистры, счетчики

Лекция 4

Асинхронные (RS) и синхронные (RSC) триггеры.

Учебные вопросы:

1.Общее сведенье о триггерах.

2.Асинхронный триггер.

3.Синхронный триггер.

1-й учебный вопрос:

Триггер- это цифровое устройство последовательного типа(обладает памятью) с двумя устойчивыми состояниями равновесияи предназначенное для записи, хранения и считывания одного бита информации.

Устойчивое состояние, когда на выходе триггера 1 или 0 удерживаются при постоянной подаче на вход определенной комбинации. Т.е. триггер может находиться в единичном или нулевом состоянии (Q=1,Q=0)(Q=1,Q=0). Равенство значений Q и Q будет определяться, как запрещенное состояние для триггера.

Классификация триггеров:

1. По способу записи информации

а) асинхронные триггеры - информация записывается в любой момент времени и значения на выходе триггера определяется только входными информационными сигналами;

б) синхронные триггеры (тактируемые) имеют кроме информационных входов синхровход(разрешающий сигнал). Срабатывание триггера происходит при подаче синхроимпульсов, а значение выходного сигнала определяется комбинацией информационных входных сигналов.

2. По логике работы:

а) триггеры установочные (RS триггеры), которые являются составной частью более сложных триггеров (JK, D- триггеров) и предназначены для начальной установки триггера;

б) триггеры со счетным входом(Т- триггеры) применяются в счетчиках;

в) триггеры задержки информации(D- триггеры);

Триггер с прямыми входами

УГО

Активным переключающим сигналом является 1

Схема триггера с инверсными входами

Таблица переключения работы триггера с инверсными входами:

Qⁿ=Q^ⁿ -запрещенное состояние

Запись 1

Запись 0

хранение

Математическая запись работы триггера:

Q_n= S_nv(R_n-Q_n-1)

Схема триггера с прямыми входами

3-й учебный вопрос: Синхронный (RSC) триггер.

В синхронных триггерах (RSC,T,D,JK) применяются 2 способа синхронизации:
1 ) статическая синхронизация, когда импульсом является наличие постоянного напряжения;

2) динамическая синхронизация, когда импульсом является наличие перепада напряжения

Триггеры бывают:

· Однотактные, когда требуется наличие переднего или заднего фронта сигнала;

· двухтактные, когда требуется наличие переднего и заднего фронта сигнала.

Двухтактные:1-0-1 задний и передний фронты;

0-1-0 передний и задний фронты.

РассмотримRSC триггер с прямыми входами и статической синхронизацией.

УГОRSC триггера

СхемаRSC триггера

Примечание: Любой синхронный триггер в отсутствии синхронизации находиться в режиме хранения

Таблица переключений RSC – триггера