Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

Е. С О С Т А В К О М П Л Е К С О В И Н Т Е Г Р А Л Ь Н Ы Х Л О Г И Ч Е С К И Х Э Л Е М Е Н Т О В

Как уже отмечалось, на практике почти все ком­ плексы логических элементов обладают функциональной избыточностью, что позволяет строить экономичные по объему электронного оборудования устройства.

На рис. 3-21 показаны примерный состав интеграль­ ных логических элементов, характерный для систем

Рис. 3-21. Функциональные схемы типового набора интеіральных логических элементов.

ДТЛ, ТТЛ и ТЛЭС, и функциональные схемы элементов. Элемент на рис. 3-21, а содержит два независимых

клапана И на три входа каждый.

Элемент на рис. 3-21,6 содержит два четырехвходо­ вых клапана И—НЕ. Аналогичные элементы могут со­ держать три трехвходовых или четыре двухвходовых клапана И—НЕ. Общее число входов и выходов такого элемента ограничено числом выводов в корпусе интег­

ральной схемы.

Элемент на рис. 3-21, в содержит два четырехвходовых клапана ИЛИ.

Элемент на рис. 3-21, г состоит из двух трехвходовых клапанов ИЛИ—НЕ.

Элемент на рис. 3-21, д содержит два клапана И—НЕ с повышенной нагрузочной способностью.

Элемент на рис. 3-21, е представляет собой так назы­ ваемый клапан И—НЕ «со свободным коллектором». Особенностью таких клапанов является возможность образования элемента И—ИЛИ—НЕ путем соединения выходов двух и более клапанов И —НЕ.

Элементна рис. 3-21,ж является вспомогательным логическим элементом и содержит две независимые схе­ мы И—ИЛИ на три входа каждая и предназначен для расширения входных логических возможностей основ­ ных логических элементов при осуществлении операции ИЛИ. Такая схема является характерной для элементов

2И—ИЛИ—НЕ и имеет специальные дополнительные выводы К и Э, предназначенные для подключения неко­ торого числа клапанов для расширения логических воз­

Кроме перечисленных логических элементов в состав комплекса интегральных схем могут входить различные триггеры.

схемы такого модуля (элемента) меняется логика рабо­ ты триггера. Схемы триггеров можно разделить на не­

162

Для упрощения процесса проектирования функцио­ нальных схем цифровых устройств целесообразно ввести специальные условные обозначения триггеров. Общая форма условного обозначения триггеров показана на рис. 3-22. Если триггер содержит входную логику, уп­ равляющую процессом занесения в него информации, то

но под воздействием синхро­ низирующего сигнала, то та­

кой триггер называется синхронным (синхронизируе­ мым). Если занесение информации в триггер с любого входа производится без синхронизирующего сигнала, та­ кой триггер называется асинхронным (несинхронизируемым).

В основном поле прямоугольника ставится символ Т для обозначения схемы однотактного триггера или сим­ вол ТТ для обозначения триггера, работающего по двух­ тактному принципу.

Дополнительное поле прямоугольника, обозначающе­ го триггерную схему, может быть разделено на две час­ ти: асинхронную и синхронную. В первой проставляются символы R и S входов асинхронной установки тригге­ ра в 1 и 0, во второй — на местах Х { и Х2 символы, отно­ сящие данный триггер к тому или иному классу элемен­ тарных автоматов. При этом пользуются следующими

информации в триггере осуществляется под воздействи­ ем сигнала единицы (действующее значение сигна­ ла равно единице); кружок на входе С (рис. 3-22,6) оз­ начает, что прием информации происходит под воздейст­

настраивается на выполнение функции D-триггера. Состояние триггера определяется сигналом Q на вы­

ходе триггера (или сигналом Q на его инверсном вы­ ходе) .

Законы функционирования триггеров задаются таб­ лицами переходов, отличающимися от ранее рассмотрен­ ных таблиц переходов более компактной записью, при которой в столбце состояний может указываться, что новое состояние совпадает с предыдущим либо является его отрицанием. При этом переменные обычно обознача­ ются теми же буквами, что и соответствующие им входы.

А. АСИНХРОННЫЙ RS-ТРИГГЕР

Схема асинхронного /(5-триггера на интегральных клапанах ИЛИ—НЕ показана на рис. 3-23. Таблица 3-14, называемая в дальнейшем асинхронной таблицей переходов, определяет закон функционирования асин­ хронного /?5-триггера.

164

Асинхронный RS-триггер на клапанах ИЛИ—НЕ ре­ ализует следующую систему переходов:

1) при R = 1 и S = 0 триггер устанавливается в нуле­ вое состояние Q= 0;

2)при R = 0 и S = 1 триггер устанавливается в еди­ ничное состояние Q = 1;

3)при R = S = 0 триггер сохраняет состояние, в ко­ тором он находился до момента поступления на его вхо­ ды нулевых сигналов Q(t) = Q ( t —1);

4)при R = S = l нулевой сигнал на прямом выходе триггера Q становится равным сигналу на его инверсном

логичным образом с той только разницей, что действую­ щим значением входного сигнала является нулевой уро­ вень, а запрещенная комбинация входных сигналов есть

R = S = 0. В этом случае Q = Q = 1, так как разрываются обратные связи и триггерное кольцо распадается на два независимых инвертора.

Т а б л и ц а 3-15

Таблица переходов асинхронного /^S-триггера на клапанах И— НЕ

165

Закон функционирования асинхронного /?5-триггера на клапанах И—НЕ задается сокращенной таблицей пе­

реходов (табл. 3-15).

Схемы асинхронных /^S-триггеров в интегральных

ответственно. Здесь клапаны 1 и 2 образуют схему вход­ ной логики асинхронного /^S-триггера, построенного на

двумя таблицами переходов: синхронной и асинхронной. Таблица 3-16 описывает работу однотактного /^-триг­

Входная информация, представленная в парафазном коде, заносится в синхронный однотактный /^S-триггер через клапаны входной логики 1 и 2 в момент поступле­ ния сигнала синхронизации t. Работа /^S-триггера в со­ ответствии с синхронной таблицей переходов возможна только в том случае, если на асинхронный вход не пода­ ется действующий сигнал R, работа же в соответствии с асинхронной таблицей возможна всегда. Можно счи­ тать, что работа всегда осуществляется в соответствии с асинхронной таблицей, а при отсутствии действующего сигнала S на асинхронном входе новое состояние можно

166