Тақырыбы:Синхронды триггерлер
Мазмұны:
Кіріспе..........................................................................................................4
Теориялық бөлім:
Триггерлік құрылғылар.................................................................6
Тізбекті логикалық сұлбалар.........................................................9
Триггерлердің негізгі түрлері........................................................9
Классификациясы:синхронды, асинхронды..............................14
Техникалық бөлім:
2.1. Интегралдық микросхемалар.......................................................16
Негізгі параметрлері.....................................................................18
3. Конструкциялық бөлім:
3.1. Триггерлерді қолдану ерекшеліктері..........................................20
4. Технологиялық бөлім:
4.1. Триггердің есептелінуі.................................................................22
Қорытынды................................................................................................28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі............................................................29
Кіріспе
Триггер(ағылшын тілінен trigger-жіберу схемасы) немесе битұрақты жартылай өткізгіш
Триггер деп- шығыс сигналдардың екі тұрақты мәндерін қалыптастыра
Кіріс сигналдардың әсерін келесі мезеттерде есте сақтай алатын
Триггерлер радиоэлектронды құрылғылардың көп түрлерінде қолданылады. Әсіресе интегралды
Триггерлер регистрлер, санағыштар(счетчиктер), есте сақтау құрылғыларының функционалдық түйіндерінің
Триггерларды құру үшін әр түрлі құрылғылар қолданылады. Қазіргі
Технологиялық белгілері бойынша сұлбалар сериямен шығарылады. Серия деп-
1.1.ТРИГГЕРЛІК ҚҰРЫЛҒЫЛАР
Триггерді алу үшін кез- келген күшейткішті оң кері
Cурет-1.1.1.Динамикалық триггердің жұмысының уақытылы диаграммасы
Статикалық триггерлерге әр күйі шығыс кернеудің өзгермейтін дәрежесімен
1.1.1. Симметриялы триггер
Сандық микросхемалардың көбісінде симметриялы триггерлер негізі болып келеді.
Негізгі триггер VT1, VT2 транзисторлары мен R1, R2
Триггер бірінші күйде болса, VT3, VT4 көмекші транзисторлары
Сурет-1.1.2. Симметриялы триггердің құрылымдық сұлбасы
Сурет-1.1.3.Симметриялы триггердің кернеуінің уақытылы диаграммасы
Триггердің ауысуы сәйкес жабық негізгі транзисторға параллель қосылған
Триггердің негізгі қызметі: сандық ақпаратты есте сақтау. Оның
1.2. ТІЗБЕКТІ ЛОГИКАЛЫҚ СҰЛБАЛАР
Тізбекті логикалық құрылғылардың ерекшелігі шығыс сигналдың тек осы
Триггерлердің логикалық құрылымдарында И, ИЛИ, НЕ базистерінен басқа
1.3. ТРИГГЕРЛЕРДІҢ НЕГІЗГІ ТҮРЛЕРІ
Структурасы бойынша интегралдық триггер өздік триггерден және оның
Біртактілі Т және екітактілі ТТ триггерлер. Біртактілі
RS триггері
а)
в)
1 0 1 0
0 1 0 1
0 0 память
1 1 запрет
Сурет-1.2.1. а)Логикалық структурасы; б)Шартты белгіленуі; в)Шындық кестесі
Бұл триггерлердің құрылымында екі ақпараттық кірісі бар- R
D-триггері
а)
в)
0 1 1 0
1 0 0 1
0 0 запрет
1 1 память
Сурет-1.2.2.а)Логикалық құрылымы; б)Шартты белгіленуі в)Шындық кестесі
Оның екі кірісі бар: ақпараттық Д(Д-delay-уақытша тоқтату(задержка)), тактілі
Т-триггері
Бұл триггерді көп жағдайда санаушы деп атайды. Ол
а)
б,в)
Сурет-1.2.3.а)Шартты белгіленуі; б,в)Біртактілі, екітактілі триггерлердің сәйкес уақытылы диаграммалары
Т триггердің кіріс сигналдарды қайталау периоды шығыс сигналдарды
JK -триггері
Екі ақпараттық кірісі бар J(J-jump-секіру(переброс)), K(K-keep-ұстау(держать)) және тактілі
Сурет-1.2.4.JK- триггердің Д-триггерге модификациясының сұлбасы
Т-триггерге айналу үшін J, K кірістерін біріктіру керек.
1.4. КЛАССИФИКАЦИЯСЫ: СИНХРОНДЫ, АСИНХРОНДЫ
Сурет-1.4.1.Триггерлердің функционалдық және ақпаратты енгізу әдісі бойынша классификациясы
Бір типті триггерлер қызметтеріне байланысты бөлінеді. Триггердің екі
Логикалық элементтердегі сигналдың таратылуының тоқтатылуы (задержка) уақытының болуы
Синхронды және асинхронды RS триггерлер негізгі, ал қалғандары
а)
Сурет-1.4.2.а)Логикалық құрылымы; б)Шартты белгіленуі
Синхронды JK триггерлердің ауысуы тактілік импульс біткенде болады.
Синхронды JK триггерлер негізінде: санаушы(Т триггер), тоқтатушы(Д триггер)
Сурет- 1.4.3.Синхронды JK триггер негізіндегі триггерлер
2.1. ИНТЕГРАЛДЫҚ МИРОСХЕМАЛАР
Сандық микросхемалардың активті элементтері ретінде қазір транзистордың екі
а)
б)
Сурет-2.1.1.а)3И-НЕ логикалық элементтің принципиалды сұлбасы; б)Күрделі шығыс инвертордың
ДТЛ биполярлы транзисторлардағы логикалық микросхемалардың алғашқыларының бірі. V1-V2
Бірақ ДТЛ қазіргі заманғы тез әрекеттенетін, технологиялығы жоғарырақ
а)
Сурет-2.1.2.а)ТТЛ элементтің базалық сұлбасы: оның функционалдық арналуы-ДТЛ-кі сияқты
Барлық кірістерге логикалық 1 сигналы берілгенде, эмиттерлер коллекторға
3.2. НЕГІЗГІ ПАРАМЕТРЛЕРІ
Әр триггер ауыстыру қасиеттерінен басқа да қосымша параметрлердің
Тез әрекеттенуі: кіріс сигналдыңауысуының максималды жиілігімен сипатталады. Ол
Жартылай өткізгіш құрығылардың инерциялығы мен паразитті сыйымдылық әр
.
Бұл уақыт өте кішкентай, наносекундтарда бағаланады(1нс= ).
ауысудың тоқтатылу уақытымен - басқару сигналы
кіріс импульстің минимальды ұзақтығымен ( (ақпараттық немесе
триггердің рұқсат беру уақытымен - ауысатын
ауысудың максимальды жиілігімен , триггердің жұмысы
шекті жұмыс жиілігімен – жүкті триггердің ең үлкен
Тез әрекеттенуі бойынша ТТЛ микросхемаларын 4 категорияға бөледі:
өте жоғары тез әрекеттенетін(130, К131 сериялары),
жоғары тез әрекеттенетін(133, К155), 10МГц,
орташа тез әрекеттенетін(136, К158), 3МГц,
кіші тез әрекеттенетін(134), 1МГц.
Триггердің қорек көзінің кернеуі, логиканың түрі мен микросхеманың
Қорек көзінің кернеуіне логикалық 1( ) мен
Шекті кернеу(сезімталдығы)-триггер бір тұрақты күйден басқасына ауыстыратын кірістегі
Әр түрлі кірістердің саны(ақпараттық, дайындаушы, орындаушы)- триггердің функцияналдық
Шығыс бойынша тармақталу коэффициенті .
Пайдаланатын қуаты ( )- қорек көзінің
.
Бұл қуат екі құраманың қосындысы:
.
Бөгеттерге қарсы тұру қабілеті(помехоустойчивость)- триггердің бөгеттер болуында(при наличии
Сенімділігі 3 өзара байланысты көрсеткіштермен
Микросхемалардың механикалық, климаттық әсерлерге тұрақтылығы өте жоғары. Олар
Триггерді таңдау кезінде бұлардан басқа да параметрлері ескеріледі:
3.1. ТРИГГЕРЛЕРДІ ҚОЛДАНУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
Практикада әр түрлі басқару тізбектерінің схемотехникалық варианттарымен орындау
Кесте-3.1.1.Кейбір триггерлердің номенклатурасы
Триггерлер. ТТЛ және ТТЛШ микросхемалары
Функц-қ арналуы Типі
133 134 К155 КМ155 530 КР531 533 К555
Екі JK триггер ТВ9
+ + + +
Екі Д триггер ТМ2 + + +
+ + + +
+ + + +
Алты Д триггер ТМ9
+ + + + +
+ + +
JK т-р кірісінде И лог.эл. ТВ1 +
Екі JK триггер төңкеру-н ТВ6
+ +
+
Екі JK триггер тұрақты 1-н ТВ10
+ +
+
+
JK триггер ТВ13 +
Екіленген JK триггер ТВ14
+
Төрт Д триггер ТМ5 +
+ +
Төрт Д т-р тура,инв.шығ-н ТМ7 +
+ +
Төрттелген Д триггер ТМ8
+
+ + + + +
+ + +
Төрт RS т-р (защелки) ТР2
+ + + +
+ +
ТТЛ және ТТЛШ сериясының құрамында триггерлердің негізгі
Параллельді регистлерді құру үшін көбінесе Д триггерлерді қолданады
Барлық триггерлік сұлбалардың типтері КМОПТЛ микросхемалардың құрамына кіреді.
Сурет-3.1.1.155ТМ72 типті ИС-тің сұлбасы(динамикалық кіріспен)
155ТМ72 корпусында динамикалық синхрондау кірісті екі бірдей Д
Сурет-3.1.2.155ТМ72 типті Д триггер санаушы кіріспен
Сурет-3.1.3. Д триггеріндегі ИС-лар[3-67бет]
4.1. ТРИГГЕРДІҢ ЕСЕПТЕЛУІ
Құрылымдық синтез автоматтың берілген логикалық және есте сақтау
Сурет-4.1.1.Автоматтың құрылымы
Автоматтың құрылымдық синтезін орындау кезінде алдымен автоматтар мен
Автоматтың шығыс сигналдары сандық ақпаратты өңдейтін
Сурет-4.1.2.Автоматты сирхрондау сұлбасы
Битұрақты ұяшықтарды(екі тұрақты күйі бар логикалық элементтер) жобалау
=(- =0 күйінен =1 күйіне
=(- =1-ден =0-ға,
=0-күйдің сақталуы = =0,
=1- күйдің сақталуы = =1.
Триггерлердің түрлері бір- бірінен ең алдымен басқару сұлбасының
Фронтпен синхрондалатын триггерлер басқару сұлбасында статикалық (БҰ-БЯ) және
Сурет-4.1.3. Жалпы құрылымы
Басқару БҰ-лы триггерді- екі триггердің қосындысы: жүргізуші- жүргізулі-
Фронтпен синхрондалатын триггерлердің қалыпты функцияналдауы үшін қауіпті жарысуды
Синхронды JK триггер
1.Ауысулардың графын алу, жарысуларды кодтау: Жобаланатын триггердің ауысуының
Сурет-4.1.4.JK триггердің ауысу графы
Теріс фронтпен синхрондалатын басқару БҰ-сы бар JK триггердің
2.Ауысу функциясын ішкі айнымалылар үшін анықтау. Оны карта
3.БҰ типін таңдау(кіріс және басқару), БҰ кірістері мен
БҰ-ды таңдағаннан кейін ауысу функцияларының карталары негізінде шығыс
Кесте-4.1.1.Ауысу функцияларының картасы
CJK
000 001 011 010 110
0 0 0 0 0 0 0 0
- - ( ( 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1
- ( ( - 1 1 1 1
0 0 0 0 ( ( 0 0
- - 1 1 1 1 ( (
1 1 1 1 1 ( ( 1
- 0 0 - ( 0 0 (
Кесте- 4.1.2. Кіріс функцияларының Карно картасы
CJK
000 001 011 010
х х х х х х х х
х х 1 1 х х х х
1 1 1 1 1 1 1 1
х 0 0 х 1 1 1 1
х х х х 1 1 х х
х х 1 1 1 1 0 0
1 1 1 1 1 0 0 1
х х х х 1 х х 1
1 1 1 1 1 1 1 1
х х 0 0 1 1 1 1
х х х х х х х х
х 1 1 х х х х х
1 1 1 1 0 0 1 1
х х х х х х 1 1
х х х х х 1 1 х
х 1 1 х 0 1 1 0
Триггердің логикалық сұлбасын құру. S’, R’
,
,
.
Сурет-4.1.5. Логикалық сұлбасы
Триггердің электрлік сұлбасын құру және параметрлерін алынған логикалық
Триггердің шығыстағы тармақталу коэффициенті -шығыс
Оның тез әрекеттігі –триггердің бір күйден екіншісіне сәйкес
Бұл параметрлер триггерді құрайтын элементтердің тоқтатылу мәндеріне(задержка)
Сурет-4.1.6. JK триггердің ауысуының уақытылы диаграммалары
JK триггердің логикалық сұлбасы мен ауысуының уақытылы диаграммасынан
Триггердің ауысуының максимальды жиілігі:
,
мұнда -синхросигналдың минимальды ұзақтығы;
Қорытынды
Барлық импульсті құрылғыларда сигналдың екі дәрежесімен жұмыс істелінеді.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:
1. Зельдин Е. А., “Триггеры”, Москва 1983;
2. Нефедов В. И., Москва 2005, “Основы радиоэлектроники
3. Воронов Е. В., Ларин А.Л., “Элементы цифровой
4. Опадчий Ю. Ф., Глудкин О. П., Гуров
5. Алексенко А. Г., Шагурин И. И., “Микросхемотехника”,
6. Кауфман, Милтон, Сидман, Артур, “Практическое руководство по
Триггерлер
RS
D
T
DV
TV
JK
Араластырыл- ған
Күрделі логикамен
Асинхронды
Синхрон- ды
Біртактілі
Көптактілі
Деңгеймен басқарылатын
Біртабалды- рықты
Екітабалды-рықты
Фронтпен басқарылатын
Комбинациялық автомат
101
111
000 011
001 100
000 011
001 100
010 110
110
111
CJK=010
100
101
100
110
000 001 011 010 110 111 101 100
Q1Q2
00
01
11
10
00
01
11
10
Q1Q2
00
01
11
10
S’2
S’1
R’1
R’2