Триггерлер түрлері

Мазмұны
1. Кіріспе.
2. Тапсырма
3. Негізгі бөлім.
3.1 Цифрлық құрылғылар.
3.2 Триггерлер.
3.3 Регистрлер.
3.4 Шефраторлар.
3.5 Дешефраторлар.
3.6 Код түрлендіргіштер.
3.7 Жедел есте сақтау құрылғысы.
3.8 Клавиатура.
4. Есептеу бөлімі.
5. Қорытынды.
6. Қолданылған әдебиеттер.

өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Жетiлд.
Тенизбаев Д.

Мазмұны
белгi
парақ
парақ-р
Тексерг.
Бекбаева Р.С

о

1

Т.бақ

Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік универсиеті
Н.бақ

Бекiт.

Кіріспе.

Ақпарат дегеніміз кибернетиканың орталық, негізгі ұғымы. Ақпартты қабылдау кезіңде аналитикалық-цифрлық және цифрлық-аналиткалық, сонымен қатар қалыпқа келтіру операциялары орындалады. Ақпартты қабылдау және беру нәтижесінде өңдеуге ыңғайлы формадағы сигнал алынады. Ақпаратты сақтау үшін негізінен жартылай өткізгіш және магнитті қабылдағыш құралдар қолданады. Белгілі бір мақсатқа жету үшін немесе тағыда басқа үшін біріктірілген ақпарат технологиясын және әр түрлі жабдықтар жиынтығы автоматты ақпарттандыру жүйесін құрайды. Ақпарт жүйесіне мәліметтер түседі.
Мәлімет деп ақпарат бар таңбаларының немесе бірілк сигнал жиының айтады. Мәлімет көзі жалпы жағдайда ақпарат көзінің және алғашқы түрлендіргіштің жиынтығын құрайды.
Ал мәліметтер дискретті және үзіліссіз болып бөлінеді. Дискретті мәліметтер ақпарат көзінің жекелеген элементтері, таңбаларының тізбекті беру нәтижесінде құрылады.
Үзіліссіз мәліметтер элементтерге бөлінбейді. Олар уақыт функциясымен сипатталады. Мысалға сөз бен телидидар кескінін айтуға болады.
Мәлімет байланыс каналы арқылы сигнал түрінде беріледі. Ақпарт жүйелеріндегі сигнал дегеніміз мәлімет беретін физикалық процесс. Берілген канал бойынша беруге қолайлы мәліметті сигнал түрлендіру процесі сигнал деп аталады. Мәлімет бір орыннан екінші орынға модулятор (шифратор) және демотулятор (дешифратор) арқылы беріледі.
Ақпаратты беру нәтижесінде сигналдар символдарға түрлену процесі демодуляция деп аталады. Байланыс сызығы дегеніміз сигналдардың беруші құрылғыдан қабылдаушы құрылғыға түсуін қажет ететін кез келген физикалық орта.

пар

3
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Цифрлық құрылғылар.

Адам әрекетінің кез-келген сферасында- ғылымда, техникада өндірісте- есептеу техникасының құралдары мен тәсілдері еңбектін өңімділігін арттыруға бағытталған. Оыған байланысты мамандардың білім деңгейі олардың төмендегідей есептеу техникасының құралдары қолданылатын бағыттарда дайындалумен анықталады:
автоматтандырылған мен техникалық құралдарының диогностикасын, технологиялық процессті автоматты басқару;
ЭЕМ-ді автоматтандырылған жобаларда, ғылымдық зерттеулер үшін, әкімшілік- ұйымдастырушы басқаруларды қолдану.
Бұл бағыттардың біріншісі үшін цифрлы әдістер мен қатар цифрлы құрылғылар, микропроцессорлы жүйелер және ЭЕМ облысындағы мамандар қажет.
Триггерлер.
ЖӘНЕ-ЕМЕС және НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементтерінің активті және пассивті логикалық деңгейлері бар. Интегралды тригерлер әдетте ЖӘНЕ-ЕМЕС, НЕМЕСЕ-ЕМЕС логикалық элементтерінде жүзеге асады. ЖӘНЕ-ЕМЕС және НЕМЕСЕ-ЕМЕС логикалық элементтерінмен жүзеге асатын функциялардың ақиқат кестесіне назар аударайық. (1-кесте)
Х1
Х2
Х1 Х2
Х1↓ Х2
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
Бұл элементтерінің арқайсысы логикалық деңгеймен (лог.0 немесе лог.1) сипатталады, олардың кірістерінің бірінде болуы шығыстағы логикалық деңгейді толығымен анықтайды. Бұл кезде элементтерінің шығысындағы логикалық деңгейі бұл элементтің басқа кірістеріндегі логикалық деңгейлердің еш комбинациясынан тәуелсіз. Бұндай логикалық деңгей ЖӘНЕ-ЕМЕС элементі үшін лог.0 болып табылады, ал НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементі үшін- лог.1.
Шыңдығында, егер ЖӘНЕ-ЕМЕС элементтерінің кірістерінің бірінде лог.0 болса, онда бұл элементтің шығысында лог.1 болады, бұл басқа кірістерде қандай логикалық деңгейінен екендігінен тәуелсіз; НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементінің кірістерінің біріндегі лог.1 шығыста лог.0-ді орнатады.
Элементтің бір кірісіндегі логикалық деңгейдің болуы басқа кіріске байланыссыз шығысындағы логикалық деңгейдіанықтайды, ол активті логикалық деңгей деп аталады. Осылай ЖӘНЕ-ЕМЕС элементі үшін лог.0, НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементі үшін лог.1 активті логикалық деңгей болып табылады.бір кірісте активті логикалық деңгей болғандықтан шығыстағы элемент деңгейін анықтағандықтан, мұнда элементтерінің басқа кірістерінің логикалық өшірілуі болады.

пар

4
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Кері активті деңгейді пассивті логикалық деңгей деп атаймыз. ЖӘНЕ-ЕМЕС элементі үшін лог.1, НЕМЕСЕ-ЕМЕС элементі үшін лог.0
болып табылады.
Триггер бір логикалық айнымалының мәнін сақтау үшін арналған. Соған байланысты триггердің екі жағдайы бар: біреуі 0 жағдайы, біреуі 1 жағдайы деп белгіленеді. Триггердің кірісіне әсері оны керекті жағдайына орнатады.
Негізгі шартты белгілері.
Триггердің екі шығысы бар: тура Q және инверсивті. Триггер жағдайы шығыстағы кернеумен анықталады: егер Q шығыстағы кернеу лог.0 (Q=0) деңгейіне сәйкес болса, онда триггер 0 жағдайында, Q=1 болғанда 1 жағдайында делінеді.
Триггерлердің әр түрлі типті кірістері бар. Олардың белгіленуі мен мақсаты:
R(ағылш. Reset)- 0 жағдайында орнатудың жеке кірісі;
S (ағылш. Set)- бірлік жағдай орнататын жеке кіріс;
D (ағылш. Delay)- ақпараттық кіріс;
C- басқарушы (синхронизациялаушы) кіріс;
T- есептік кіріс;
K- әмбебап триггерді 0-дік жағдайға орнататын кіріс;
j- әмбебап триггерді 1-лік жағдайға орнататын кіріс.
Триггердің аталуы олардың кірістерінің түрлерімен анықталады. Мысалы, RS-триггер- R және S түрлі кірістері бар триггер.
Кірістік дабылдың көрсететін реякция сипатына қарай триггерлер екі түрге бөлінеді: ассинхронды және синхронды. Ассинхронды триггерде кірістік дабылдар триггер жағдайына, олардың кіріске берілу сәтінен бастап әсер етеді, синхронды триггерлерде – синхронизациялайтын дабыл басқарушы С кірісіне берілгенде ғана.
Триггерлер түрлері.
Триггердің негізгі түрлерінің жалпы сипаттамарын қарастырайық. Триггердің әр бір түрі ауысу кестесімен сипатталады (2-кесте). 2.а-кестесіндегі RS-триггерлер жұмысына сәйкес келеді. Бұнда Q0-триггердің ағымдағы жағдайы. R және S кірістерінде активті деңгей болмағанда триггер ағымдағы жағдайын сақтап қалады. R=1 активті сигналы триггерді 0 жағдайын орнатады, ал R=1сигналы- 1 жағдайын. Кестеде жұлдызшамен кірістік дабылдардың тыйым салынған комбинациясына сәйкес келетін жағдай белгіленген.
S
R
Q
0
0
1
1
0
1
0
1
Q0
0
1
*
2a-кесте.
2б-кестесі jk-триггерге көшу кестесі болып табылады. Бұл триггер түрінің RS-триггерден өзгешілігі тыйым салынған комбинацияның жоқтығында, j=k=1

пар

5
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

кезінде триггер Q0-дің ағымдағы жағдайына кері жағдайда орнатылады.

j
k
Q
0
0
1
1
0
1
0
1
Q
0
1

2в-кестесі D-триггерге көшу кестесі болып табылады. Триггер D кірісіндегі дабыл деңгейіне сәйкесінше жағдайға орналады.
D
Q
0
1
0
1
2г-кесте Т-триггердің жұмысын анықтайды. Т=0 кірістік дабыл кезінде триггер Q0 ағымдағы жағдайын сақтайды, Т=1 кірістік дабыл кезінде триггер ағымдағы кері жағдайға көшеді.
T
Q
0
1
Q0

Ассинхронды триггерлер.
Тура кірісті RS-триггер. Триггердің логикалық құрылғысы 1а-суретте берілген. Триггер бір-бірімен бір элементтің шығысы келесінің кірісіне қосылған НЕМЕСЕ-ЕМЕС екі логикалық элементінде қосылған. Элементтердің бұлай қосылуы екі тұрақты жағдайды қамтамасыз етеді.
Статикалық басқаруы бар синхронды триггерлер.
Ассинхронды триггерлердің синхрондыдан өзгешелігі онда синхрондаушы деп аталатын қосымша кіріс болады. Осы кірістің симгнал беретін интервалында ақпаратты кірістерден сигналдарды қабылдауға рұқсат етіледі.

пар

6
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Регистрлер.
Олардың негізгі функциясы бір көп разрядты санды сақтау болып табылады. Сан екілік есептеу жүйесінде немесе басқа кезкелген жүйеде болу қажет. Регистр әр біреуі белгілі санды сақтауға арналған триггерлерден тұрады. Осылай n- разрядты екілік санды сақтауға арналған регистрлер n-триггерлерді қамту қажет.
Регистрлер одан басқа да функцияларды орындауға қажет: регистрде сақталатын санды белгіленген разряд санына солға немесе оңға жылжыту, тізбекті түрдегі санды паралельге түрлендіру, керісінше түрлендіру және т.б.
Регистрге еңгізілетін санның берілуіне байланысты регстрлер екі түрге бөлінеді: паралельді және тізбектей. Паралельдіде сан барлық разрядпен бір уақытта беріледі, ал тізбектіде жеке разрядты сандардың уақыт аралығында тізбекті жолмен іске асады.
Пралельді регистр.
Регистрдің кірісіне жұп фазалы сандық код келсін дейік. Әр бір разряд саны үшін екі кіріс қарастырылған, біреуіне- тура код, ал екіншісіне инверсивті код келеді. Ондай санды қабылдау қарапайым синхронды RS-триггерлерін қолданып жасалған регистрлермен іске аса алады. Ол 3- суретте көрсетілген. Ал кірісіне бір фазалы сандық код келгенде қабылдау қарапайым синхронды D-триггерлерін қолданып жасала алады.

3-сурет.

пар

7
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Есптегіш.

Есептегіш- кірісте неше рет кейбір анықталған логикалық деңгей пайда болғанын анықтайтын цифрлық құрылғы. Алдағы ауақытта есептегіш деп кірістік дабылда лог.0 деңгейден лог.1-ге ауысуын есептейтін құрал деп санаймыз. Тізбекті импульс түріндегі кірістік дабылда есептегіш кіріске түскен импульстарды есептейміз. Есептегіштегі кейбір сандар триггерлер комбинациясы жағдайында беріледі. Есептегіш жаңа жағдайы алдыңғысымен анықталатын және кірісте логикалық айнымалысының мәні бар тізбекті типті логикалық құрылғы.
Есептегіште сандарды беру үшін екілік және ондық есептеу жүйесі қолданады.
Екілік есептеу жүйесінде триггер жағдайы мен оларға сәйкес триггердің тура кірісіндегі логикалық деңгейді қолдану екілік разряд сандарының цифрын анықтайды. Егер есептегіште екілік санды тіркегенде n триггерлер қолданса, онда максимал мән N=2n-1-ге тең. Мысалы n=4 N=15.
Есептегіш кірістері мен шығыстары, ал –таблицада триггер жағдайлары мен оған сәйкес түскен әр түрлі кіріс импульстерінің сандары көрсетілген.

Шифраторлар.
Шифратор (кодер деп те аталады) ондық сандарды есептеудің екілік жүйесіне іске асырады. Шифраторды кезекпен ондық сандармен номерленген (0,1,2,...,m-1) m кіріс және n шығысы болсың. Сигналдың кірістерінің біреуіне түсуі шығыстардағы кіріс номеріне сәйкес екілік n разрядты санның пайда болуына әкеледі.
Өте үлкен кіріс саны m бар шифраторда жасау қиын, сондықтан аз ондық сандарға қатысты екілік сандардың түрленуі үшін қолданылады. Үлкен ондық сандардың түрленуі штодтармен іске асады.
Шифраторлар сандық жүйеге ақпарат енгізуге түрлі құрылғыларда қолданылады. Мұндай құрылғылар клавиатурамен жабдықталу мүмкін. Оның әр клавишасы шифратордың белгілі бір кірісімен байланысы. Таңдалған клавишаны басқанда сәйкес шифратордың кірісіне сигнал беріледі және оның шығысында клавишында белгіленген символға сәйкес екілік сан туындалады.
Суретте 0,1,2,...,9 ондық сандарды 8421 кодында екілік түрге келтірітін шифратордың символдық белгісі келтірілген. СD символы Coder ағылшын сөзіне кіретін әріптерден жасалған. Сол жағында 0,1,2,3,...,9 ондық сандармен белгіленген он кіріс, оң жағында шифратор шығыстары, 1,2,4,8 сандарымен жеке шығыстары сәйкес екілік разрядтардың салмақтың коэффиценттері белгіленген.
Кестеде келтірілген ондық және екілік кодтар сәйкестігінен, Х1 ауспалысы ↔ 1 цифрымен белгіленген у1,у3,у5,у7,у9 шығыс ауыспалылардың біреуі осы ие болса олг 1-ге тең. Осыдан, х1=у1 v у3 v у7 v у9 басқа шығыстарға
х2=у2 v у3 v у0 v у7
х4=у4 v у5 v у6 v у7

пар

8
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

х8=у8 v у9

315 суретте НЕМЕСЕ-ЕМЕС элеметтеріндегі шифратор сұлдбасы көрсетілген. Шифратор келесі өрнектерге сәйкес құрылған.
=у1 v у3 v у5 v у7 v у9=у1↓у3↓у5↓у7↓у9
=у2↓у3↓у6↓у7
=у4↓у5↓у6↓у7
=у8↓у9
Мұнда шифраторда инверсті шығыстар болады. ЖӘНЕ-ЕМЕС элеметтерде шифратордың орындауын да келесі логикалық өрнектер жүйесін қолдану керек.
х1= ... ... ... ... ... .. жалғасы ба )))))
Бұл жағдайда инверсті мәндер кірістеріне түсу қарастырылған, яғнишығысында кейбір ондық санның екілік кірісіне логикалық 0 беріп, қалған кірістеріне логикалық 1 беру қажет. ЖӘНЕ-ЕМЕС элеметтерін орындалған шифратор сұлбасы 315 в сурутінде көрсетілген,
а)б)в) 315 суреттер
Көосетілген тәлісмен кез келген екілік кодты қолданумен ондық сандарды екілік түрге ауысуын орындайтын шифратор жасалуы мүмкін.

Дешифраторлар.

Екілік сандардың мәндері бойынша аз ондық сандарға кері түрленуі үшін дешифраторлар (декодерлер деп те атайды) қолданылады. Дешифратор кірістері екілік сандар беріліге арналған, шығыстары кезекпен ондық сандармен номерленеді. Екілік сана кірісіне берілуде номері кіріс санына сәйкес келетін белгілі шығыста сигнал пайда болады.
Дешифраторлар өте кең қолданыста. Жекелей олар сандық құрылғыдан шығарылатын қағаста басылатын санды немесе тексті басатын құрылғыларда қолданылады. Мұндай құрылымдарда екілік сан дешифраторлардың кірісіне түсіп, оның белгілі бір шығысында сигналдың пайда болуын тудурады. Бұл сигналдың көлемімен кірістік екілік санға сәйкес символды баспаға шығару іске асырады.
Кіру тәсілі бойынша сызықты және тік бұрышты дешифраторлар ажыратылады.
Сызықты дешифраторларда шығыстық ауыспалылар 3.2 немесе 3.3 бойынша құрылады.

пар

9
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Код түрлендіргіштер.

Сандық құрылғыларда сандық ақпаратты бір екілік жүйеде екіншіге түрлендіру қажеттілігі туады. Мұндай түрлендірудің мысалы болып екілік код 8421 ден сандардың түрленуі табылады, мұнда арефметикалық операциалар орындалады. 5-ен 2 екілік кодына байланыс сызығы бойынша берілістер үшін жүреді.Бұл тапсырма код тұрлендіргеіштері деп аталатын қондырғылармен орындалады. Кодтарды түрлендіруге екі метод қолданады:
бастапқы екілік кодты ондыққа түрлендіру және ондық көрінісін қажетті екілік кодқа айналдыруға негізделген әдіс;
берілген түрлендіруді іске асыратын комбинационды типпік логикалық құрылғыны қолдануға негізделген әдіс.
Бірінші әдіс құрылымды дешифратор мен шифратордың бірігу арқылы іске асырады және стандартты дешифратор мен шифраторды жағдайда қолайлы болады.
Екінші әдісті екілік кодтарды түрлендірудің анық мысалдарында қарастырамыз.
8421 кодының және 2421-ге түрленеді. 8421 кодының жеке разрядтарына сәйкес ауыстырылады, х4,х3,х2,х1 белгілейік; 2421 кодына да сондай у4,у3,у2,у2,у1 3,5 кестесінде екі кодтың комбинациалар сәйкестігі келтірілген у4,у3,у2,у1 ауыстыруының әр қайсысы х4,х3,х2,х1 аргументтерінің функциясы деп қарастырылады, яғни осы аргументтер арқылы сәйкес логикалық өрнекпен беріледі. Көрсетілген логикалық өрнектерді алу үшін у4,у3,у2,у1 айнымалыларды жақтылық таблицасымен вейч таблицасы түрінде көрсетеміз.
Логикалық өрнектерді минимум түрде ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ-ЕМЕС операциясы, ЖӘНЕ-ЕМЕС операциясы арқылы берілген формасын аламыз.
Таб 36.
120 суретте алынған логикалық өрнектерді қолдану арқылы ЖӘНЕ-ЕМЕС элеметтерінде құрылған код түрлендіргіштің логикалық құрылымы берілген.

пар

10
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi

Жедел есте сақтау құрылғысы.

Қазіргі есептеу техникасының қолданысының кеңеюі әр түрлі класты ЭЕМ-ның көбеюіне әкелді. ЭЕМ-де есептелетін тұрақты есептердің көбеюі, өз кезегінде көлемнің өсуі мен есептеу процесін жылдамдатуға түрткі болды. Бірақ ЭЕМ-де кез келген есепті есептеу жылдамдығы ЭЕМ есте сақтау құрылғысында уақытпен шектелген. Ол жедел есте сақтау жадысына тікелей байланысты. Бірінші және екінші ұрпақты есте сақтау құрылғылары ферриттерде жедел есте сақтау жадысына тез жетуге мүмкіндік бермеді. Феррид жүрекшелерінің диаметрін 0,3-ке дейін кішірейткенде де жылдам жету уақыты 0,5 мкс-қа ғана тең жедел есте сақтау жадысын аламыз. Ферриттердегі есте сақтауды жүрекшелерді сымдармен тігу сияқты қиын операциялар көмегімен жасап, жинау процесін қиындатады. Микроэлектрониканың дамуы жедел есте есте сақтау құрылғысын жасау үшін жартылай өткізгішті элементтреді қолдану мүмкіндігі берді (биполярлы транзисторлар мен МОП-құрылымдар).
5.1 кестесінде жедел есте сақтау жадысының параметрі мен қасиеттері салыстырылады. Олар әр түрлі элементті-технологиялық негізде жасалған. Онда бипалярлы транзистрлерде ақпараттық көлемі 105 битке жететін жылдам есте сақтау құрылғысын қолдану дұрыс. МОП құрылымында шектелген тез әрекеттікте есте сақтау көлемі 106 битке тең. Төмен тез әрекеттілігі бар ферритті жүрекшелі есте сақтаудың көлемі 106 биттен астам. Бірақта магнитті есте сақтау құрылғысының ерекше қасиеті- ақпаратты энергияны тұтынбай сақтау мүмкіндігі.
5.1 кесте.
Қабылданатын элементтер
Тандау уақыты, нс
Типті ақпартты көлем, бит
Ақпартты орналастыру тығыздығы, битсм3
Ақпартты сақтауда тұ-тынатын энергия
Жартылай өткізгішті
Биполяр транзисторлар
50...300
103...105
200-ге дейін
Бар
МОП құрылымдар
250...1000
103...105
200-300

Магнитті
Ферритті жүрекшелер
350-1200
106...108
10...20
Жоқ

Соңғы жылдары бипалярлы ақпарат жүйесін дамутуы мен ақпаратты жүйелаерде сериялардың кеңейтілуі МОП құрылымында есте сақтау құрылғысының статикалық элементтері жасалды.

пар

11
өзг
пар
Құжат №
қолы
күнi