Логикалық функциялар

1.11 К е с  т е

 

 

Кесте деректері  негізінде жазылған құрылғы шығыстарының логикалық өрнектері:

;  .

Осы өрнектердің  негізінде құрылған қосуыштың схемасы 1.19, a-суретте, ал оның жеке блок түрінде біріктірілген түрі 1.19, b-суретте келтірілген.

Бұл қосуыш көпразрядты  сандардың бірінші разрядтарын қосуға ғана жарайды (сондықтан ол жартылай қосуыш деп аталады), ал оның қалған разрядтарына жарауы үшін оның алдыңғы разрядтан түскен тасымалды да қосатын мүмкіндігі болу керек. Толық қосуыштың жартылай қосуыштар арқылы құрылған схемасы 1.20, a-суретте, ал оның жеке блок түрінде біріктірілген түрі 1.20, b-суретте келтірілген..

5 Тізбектеме құрылғылар

Шығыс сигналы (немесе сигналдары) кіріс сигналдарының  кезекті мәндеріне және өзінің алдыңғы (кейде, одан бұрынғы да) жағдайына  байланысты анықталатын құрылғылар тізбектеме құрылғылар деп аталады. Демек, бұндай құрылғылардың бұрынғы жағдайын есте сақтайтын мүмкіндігі, яғни оның құрамында жады элементтері болу керек. Сондықтан, алдымен жады элементтерінің (триггерлердің) түрлерімен және олардың құрылымы мен жұмыс принциптерімен танысайық.

5.1 Триггерлер

Триггерлер –  екі тиянақты жағдайы бар, бірразрядты  екілік сан сақтауға арналған құрылғылар. Оның тиянақты жағдайларының біреуі лог.1-ге, екіншісі лог.0-ге сәйкес келеді. Әдетте, триггерлік құрылымның қарама-қарсы деңгейлі (тура және теріс деп аталатын) екі шығысы болады, триггердің жағдайы оның тура шығысындағы сигнал деңгейімен анықталады.

Информацияның енгізілу (жазылу) тәртібіне байланысты триггерлер асинхронды және синхронды  болып бөлінеді.

5.2 Асинхронды RS-триггерлер

Асинхронды триггерлердің  жаңа жағдайға ауысуы тікелей олардың  кірісіне берілетін информациялық  сигналдардың өзгерісімен ғана анықталады. Оларды НЕМЕСЕ-ЕМЕС немесе ЖӘНЕ-ЕМЕС элементтерінің негізінде құруға болады.

Бұл құрылымның жұмысын 1.12-кестедегі жазылым ретімен талқылау арқылы қарастырайық.

Кестенің бірінші  жолында – R = 0, S = 0; екі элементтің де бір кірісінде 0 тұр, ал олардың  кері байланыстық кірістерінде қарастырылым басында қандай сигнал тұрғаны белгісіз, демек, құрылымның Q және Q’ шығыстарындағы сигнал деңгейлері де белгісіз. 

1.12 К е с т е

 

 

Кестенің екінші жолында – R = 1, S = 0; жоғарғы элементтің бір кірісінде лог.1 тұрғандықтан, бұл элементтің жұмыс логикасына сәйкесті, оның шығысында (Q) лог.0 деңгейлі сигнал туады да, ол кері байланыс жолы арқылы төменгі элементтің екінші кірісіне түседі, нәтижесінде оның шығысында (Q’) лог.1 деңгейлі сигнал туады; сонымен, бұл жағдайда триггер лог.0 жағдайына келтіріледі (яғни, оған 0 жазылады).

Кестенің үшінші жолында – R = 0, S = 0; жоғарғы элементтің R кірісіндегі сигнал деңгейі өзгергенмен  оның екінші кірісінде (құрылымның Q’  шығысына жалғанған) лог.1 деңгейі тұрғандықтан, бұл элементтің шығысындағы сигнал деңгейі алдыңғы лог.0 деңгейінде қалады, демек триггердің жағдайы өзгермейді.

Кестенің төртінші жолында – R = 0, S = 1; төменгі элементтің бір кірісінде лог.1 тұрғандықтан, оның шығысында (Q’) лог.0 деңгейлі сигнал туады да, ол кері байланыс жолы арқылы жоғарғы элементтің екінші кірісіне түседі, нәтижесінде оның шығысында (Q) лог.1 деңгейлі сигнал туады; сонымен, бұл жағдайда триггер лог.1 жағдайына келтіріледі (яғни, оған 1 жазылады).

Кестенің бесінші  жолында – R = 0, S = 0; төменгі элементтің S кірісіндегі сигнал деңгейі өзгергенмен, оның құрылымның Q шығысына жалғанған кірісінде лог.1 деңгейі тұрғандықтан, бұл элементтің шығысындағы сигнал деңгейі алдыңғы лог.1 деңгейінде қалады, демек, триггердің алдыңғы жағдайы сақталады.

Құрылымның қарастырылған жағдайларынан келесі қорытынды шығаруға болады: R = 1, S = 0 берілу жағдайы триггердің 0 жазу режиміне, R = 0, S = 1 жағдайы триггердің 1 жазу режиміне, ал R = 0, S = 0 жағдайы триггердің жазылған санды сақтау режиміне сәйкес келеді.

Триггердің кірістеріне R = 1, S = 1 берілген кезде (алтыншы жол) екі элементтің де шығыстарында лог.0 деңгейлі сигнал туады да, триггер  сақтау режиміне ауыстырылғанда (жетінші  жол), триггердің қай жағдайға тиянақталатындығы  – кездейсоқ оқиға. Демек, бұндай жағдайды тудырмас үшін, қарастырылған триггердің кірістеріне R = 1, S = 1 берілмеуі керек; сондықтан, бұл жағдай триггердің тиым салынған режимі деп аталады.

Сонымен, қарастырылған  триггердің жұмыс режимдерін 1.13-кесте  түрінде суреттеуге болады. 

1.13 К е с т е

 

 Қарастырылған триггердің жазу режимдері сәйкесті информациялық сигналдардың (S – Set, R – Reset) бірлік деңгейімен жүзеге асырылатын-дығына байланысты, бұндай триггер тура кірісті триггер деп аталады. Оның шартты сызба белгілемесі 1.22, b-суретте келтірілген.

5.3 Теріс кірісті RS-триггер

ЖӘНЕ-ЕМЕС элементтерінің негізінде құрылған асинхронды триггердің схемасы 1.23, a-суретте келтірілген.

Бұл құрылымның жұмысын 1.14-кестедегі жазылым ретімен  қарастыралық.1.14 К е с т е

 

 Кестенің бірінші  жолында – R = 1, S = 1; екі элементтің де бір кірісінде 1 тұр, ал олардың кері байланыстық кірістерінде қарастырылым басында қандай сигнал тұрғаны белгісіз, демек, құрылымның Q және Q’ шығыстарындағы сигнал деңгейлері де белгісіз.Кестенің екінші жолында – R = 0, S = 1; төменгі элементтің бір кірісінде лог.0 тұрғандықтан, бұл элементтің жұмыс логикасына сәйкесті, оның шығысында (Q’) лог.1 деңгейлі сигнал туады да, ол кері байланыс жолы арқылы жоғарғы элементтің екінші кірісіне түседі, нәтижесінде оның шығысында (Q) лог.0 деңгейлі сигнал туады; сонымен, бұл жағдайда триггер лог.0 жағдайына келтіріледі (яғни, оған 0 жазылады).Кестенің үшінші жолында – R = 1, S = 1; төменгі элементтің R кірісіндегі сигнал деңгейі өзгергенмен, оның құрылымның Q шығысына жалғанған кірісінде лог.0 деңгейі тұрғандықтан, бұл элементтің шығысындағы сигнал деңгейі алдыңғы лог.1 деңгейінде қалады, демек триггердің жағдайы өзгермейді.Кестенің төртінші жолында – R = 1, S = 0; жоғарғы элементтің бір кірісінде лог.0 тұрғандықтан, оның шығысында (Q) лог.1 деңгейлі сигнал туады да, ол кері байланыс жолы арқылы төменгі элементтің екінші кірісіне түседі, нәтижесінде оның шығысында (Q’) лог.0 деңгейлі сигнал туады; сонымен, бұл жағдайда триггер лог.1 жағдайына келтіріледі (яғни, оған 1 жазылады).Кестенің бесінші жолында – R = 1, S = 1; жоғарғы элементтің S кірісіндегі сигнал деңгейі өзгергенмен, оның құрылымның Q’ шығысына жалғанған кірісінде лог.0 деңгейі тұрғандықтан, бұл элементтің шығысындағы сигнал деңгейі алдыңғы лог.1 деңгейінде қалады, демек, триггердің алдыңғы жағдайы сақталадыҚұрылымның қарастырылған жағдайларынан келесі қорытынды шығаруға болады: R = 0, S = 1 берілу жағдайы триггердің 0 жазу режиміне, R = 1, S = 0 жағдайы триггердің 1 жазу режиміне, ал R = 1, S = 1 жағдайы триггердің жазылған санды сақтау режиміне сәйкес келеді.Триггердің кірістеріне R = 0, S = 0 берілген кезде (кестенің алтыншы жолы) екі элементтің де шығыстарында лог.1 деңгейлі сигнал туады да, триггер сақтау режиміне ауыстырылғанда (кестенің жетінші жолы), триггердің қай жағдайға тиянақталатындығы кездейсоқ оқиға. Демек, бұндай жағдайды тудырмас үшін, қарастырылған триггердің кірістеріне R = 0, S = 0 берілмеуі керек, сондықтан, бұл жағдай триггердің тиым салынған режимі болады. Сонымен, қарастырылған триггердің жұмыс режимдерін 1.15-кесте түрінде суреттеуге болады.1.15 К е с т е

Қарастырылған триггердің жазу режимдері сәйкесті информациялық сигналдардың (S – Set, R – Reset) нөлдік деңгейімен жүзеге асырылатын-дығына байланысты, бұндай триггер теріс кірісті триггер деп аталады. Оның шартты сызба белгілемесі 1.23, b-суретте келтірілген.1.3.1.2 Синхронды триггерлер

Синхронды триггерлердің  жаңа жағдайға ауысуы арнайы басқару  сигналымен жүзеге асырылады, әрине, оның қай жағдайға ауысатындығы информациялық  сигналдарға байланысты анықталады. Басқару сигналын қабылдау тәсіліне байланысты синхронды триггерлер статикалы басқарылымды және динамикалы басқарылымды түрлеріне ажыратылады.

5.4 Синхронды RS-триггер

Бұл триггердің жұмыс режидері 1.16-кестеде суреттелген.