Жоғары математика

 

 

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

R	S	Q	Q’	Режим
0	0	Q0	Q0’	Сақтау режимі
0	1	1	0	‘1’ жазу режимі
1	0	0	1	‘0’ жазу режимі
1	1	–	–	Тиым салынған режим

 

 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

	R	S	Q	Q’
1	1	1	?	?
2	0		0	1
3	1		0	1
4		0	1	0
5		1	1	0
6	0	0	1	1
7	1	1	???	???

 

 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

R	S	Q	Q’	Режим
0	0	–	–	Тиым салынған режим
0	1	1	0	‘0’ жазу режимі
1	0	0	1	‘1’ жазу режимі
1	1	Q0	Q0’	Сақтау режимі

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.

С	R	S	Q	Q’	Режим
0	x	x	Q0	Q0’	Сақтау режимі
1	0	0	–	–	Сақтау режимі
	0	1	1	0	‘1’ жазу режимі
	1	0	0	1	‘0’ жазу режимі
	1	1	Q0	Q0’	Тиым салынған режим

 

 C = 0 кезінде триггер сақтау режимінде болады. Триггердің R мен S кірістеріндегі сигнал деңгейлеріне сәйкесті жағдайға ауысуы С = 1 кезінде жүзеге асырылады. Синхронды RS-триггердің шартты сызба белгілемесі 1.24, b-суретте келтірілген.

С	D	Q	Q’	Режим
0	x	Q0	Q0’	Сақтау режимі
1	0	0	1	‘0’ жазу режимі
	1	1	0	‘1’ жазу режимі

 

 1.3.1.2.3 Динамикалы  басқарылымды триггерлерДинамикалы басқарылымды триггерлер жағдайының ауысуы статикалы басқарылымды триггерлердегі сияқты басқару сигналының деңгейімен емес, оның ауытқуымен жүзеге асырылады. Олар үштриггерлі құрылым деп аталатын схемамен құрылады. Динамикалы басқарылымды триггерлердің күрделі схемаларын тәптіштеп қарап жатпай-ақ, олардың жұмыс режимдерімен ғана танысамыз.

С	D	Q	Q’
	0	0	1
	1	1	0

 

 Бұл триггердің жағдайының информациялық сигналдың мәніне (D) сәйкесті ауысуы басқару сигналының тура ауытқу (0-ден 1-ге) мезетінде жүзеге асырылады. Оның шартты сызба белгілемесінде басқару сигналының ауытқу бағыты сәйкесті бағыттама түрінде бейнеленеді (1.26, a-суретті қара).  

1.3.1.2.3.2 JK-триггер

JK-триггердің  төрт түрлі жұмыс режимі бар  (1.19-кесте): оның үш режимі (‘0’  жазу, ‘1’ жазу, сақтау) RS-триггердегі  сияқты, ал төртінші режим санау  режимі деп аталады; бұл режимде триггер кезекті жағдайынан қарсы жағдайға ауысады. JK-триггердің келтірілген жұмыс кестесінде және оның шартты сызба белгілемесінде (1.26, b-сурет) оның жағдайын ауыстыруы басқару сигналының теріс ауытқу (1-ден 0-ге) мезетінде жүзеге асырылатындығы сәйкесті бағыттау белгілерімен суреттелді.

1.19 К е с т е

С	J	K	Q	Q’	Режим
	0	0	Q0	Q0’	Сақтау режимі
	0	1	0	1	‘0’ жазу режимі
	1	0	1	0	‘1’ жазу режимі
	1	1	Q0’	Q0	Санау режимі

 

 1.3.1.2.3.3 T-триггер

T-триггер – санау режимінде істейтін триггер. 

1.3.1.2.3.4 Триггерлердің микросхемалары

Микросхема  түрінде D-триггерлер мен JK-триггерлер шығарылады. Бұл микросхемаларда  информациялық және басқару сигналдарын  енгізу шықпаларымен қатар, бастапқы қойылым  сигналдарының (R, S) шықпалары орналастырылады Бұл кірістерге берілетін асинхронды сигналдардың мәртебесі басқа  сигналдарға қарағанда жоғары болады.

5.5 Регистрлер

Регистр – көпразрядты  екілік сан сақтауға арналған құрылғы. Олар триггерлердің (мысалы D-триггерлердің) негізінде құрылады. Әрине, регистр құрамындағы триггерлердің саны регистрдің разряд санымен анықталады.  Регистрге санның енгізілу тәртібіне байланысты, олардың тізбекті немесе параллель регистр деп аталатын түрлері болады.

Тізбекті регистрде  әрбір триггердің шығысы келесі триггердің информациялық кірісіне жалғанады. Бірнешеразрядты екілік сан түріндегі сөздің разряд мәндері бір-бірлеп бірінші триггерге тактілік сигналдың сәйкесті ауытқуында енгізіледі де, осы мезетте триггерлердегі бұрынғы енгізілген разряд мәндері бір триггерден келесі триггерге ығысып отырады. Әрине, бүкіл сөзді енгізу үшін, оның қанша разряды болса, сонша тактілік сигнал қажет болады.

Параллель регистрдің триггерлерінің информациялық кірістеріне  сөз разрядтарының мәндері қатар  беріліп, олар регистрге жалғыз тактілік сигнал арқылы енгізіледі.

-       Екі түрлі енгізу тәсілі қамтылған әмбебап регистрлер де болады. Осындай әмбебап регистрдің мысалы ретінде 74194 аталымды төртразрядты регистрдің сызба белгілемесі келтірілген (1.29-сурет).

Оның шықпаларының (яғни, оларға берілетін сигналдардың) қызметі:

-       VCC, GND – қорек көзі мен жердің қосылатын шықпалары;

-       A, B, C, D – информацияны параллель енгізу шықпалары;

-       QA, QB, QC, QD – регистрдің шығыстары;

-       SR – солға ығыстыру кезіндегі информация енгізу шықпасы;

-       SL – оңға ығыстыру кезіндегі информация енгізу шықпасы;

-       S1, S0 – регистрдің жұмыс режимдерін анықтаушы сигналдардың шықпалары: S1 = 0, S0 = 0 – сақтау режимі; S1 = 0, S0 = 1 – солға ығыстыру режимі; S1 = 1, S0 = 0 – оңға ығыстыру режимі; S1 = 1, S0 = 1 – параллель енгізу режимі;

-       CLK – тактілік сигналдың шықпасы;

-       CLR’ – тазарту сигналының шықпасы.

5.6   Санауыштар   

Санауыш  – импульстердің әрбір сәйкесті ауытқымасында құрамындағы санды бірге өзгертіп отыратын құрылғы. Құрамындағы санның өзертілу бағытына байланысты тура теріс және әмбебап  санауыштар  болады.  Санауыштар  T-триггерлердің негізінде құрылады.

Қарапайым  санауыштың  мысалы ретінде Electronics Workbench бағдарламасының элементтер қорындағы 7493 аталымды төртразрядты  санауыштың  сызба белгілемесі көрсетілген (1.30, a-сурет).