Мазмұны
КІРІСПЕ
I. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМІ
1.1.Триггер классификациясы..................................................................5
1.2. RS триггері........................................................................................10
1.3. D триггері..........................................................................................12
1.4. Т триггері...........................................................................................17
1.5. JK триггері.........................................................................................20
1.6. Екі сатылы тиггерлер.......................................................................22
II. ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМІ
2.1. Триггеді есептеу................................................................................29
2.2. Кіші қуатты тиггерлердің параметрлерінің есептелуі..................34
III. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМІ
А3..............................................................................................................37
А4..............................................................................................................38
ҚОРЫТЫНДЫ
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМ
1.Триггерлер туралы жалпы түсінік
Триггерлер деп – электрондық есептеуіш машиналарда, автоматика мен телемеханикада әртүрлі операциялар орындауға арналған, яғни алынған ақпаратты сақтауға, уақыт датчигі схемасында және сандық санауыштарда импульстарды санауға, сандық жиіліктік бөлгіштерде қолданылатын электрондық ауыстырып қосылғыш құрылғыны айтады.
Триггерлер: RS, D, T, JK, VD және VT болып ажыратылады.
Реакция кезеңдерінде кіріс сигналында триггер асинхронды және синхронды болып бөлінеді.
1.1 Триггер классификациясы
Триггерлер релейлік элемент, екі орнықты күйі бар, бір күйден басқа күйге өтуі қайтагенерациялы процеспен алып жүреді.
Триггердің ақпараттық түрлер классификациясы:
R-триггердің секірісіндегі жеке кірісі (Q=0);
S-триггер қондырғысының жеке кірісі (Q=1);
К-жан-жақты триггердің кіріс секірісі (Q=0);
У-жан-жақты триггердің кіріс қондырғысы (Q=1);
Т-триггердің есептеуіш кірісі;
D-триггердің ақпараттық кірісі;
С-триггердің синхрондалатын кірісі;
V-триггердің оқшаулану кірісі.
1.1,а-суретте көрсетілген p-n-p типті транзистордағы симметриялық триггерлердің жұмыс істеу принципін қарастырамыз. Триггер және транзисторындағы екі күшейткішті көрсетеді. Әр күшеткіштің шығыстары басқалардың кірістерімен байланысқан. Күшейткіштің осындай қосылуы қорытындысынан алынған кері байланыс оң болып табылады.
Келтірілген схема принципінде электрлік тепе-тең күйі мүмкін, онда және транзисторлары ашық және активтік облысында болады.Бұл жағдайда және токтары өзара тең және схема элементінде кернеудің құлауы белгілі уақытта өзгермейді. Бірақтан, осындай жағдай тұрақсыз болып келеді, және токтың немесе кернеудің кез келген флуктуациясы бір транзистордағы токтың өсуі көшкіндік процеске және басқасының тогының азаюына апарады. Коллектор тогының үлкеюі транзистордағы коллектор кернеуінің үлкейуіне әкеп соғады (абсолюттік шама бойынша кішіреюі), өз кезегінде, транзисторы кернеуінің өсуіне және тогының төмендеуіне әкеп соғады. Соңғысы , , төмендеуін болдырады, сондықтан мұнан былай тогының өсуін болдырады. Процестің көшкіндік сипаты бар және оң кері байланыс жұмысы бітпегенше, жалғаса береді. Бұл транзистордың біреуінің жабылуында және басқасының қанығуында болуы мүмкін. Екі жағдайда да триггер тепе-тең күйде болады.
Егер схема параметрлері осылай таңдалған: транзистордың біреуінің жабық, ал басқасы ашық және қаныққан болса, онда бұл триггерлер қаныққан деп аталады. Егер ашық транзистор активтік облыс шекарасында орналасса және қанығу режиміне кірмесе, бұл триггерлер қанықпаған деп аталады.
Сурет1.1.- Симметриялық триггердің схемасы (а); симметриялық триггердің екі логикалық элементі түрінде көрсетілуі (б, в
Тұрақты күйдің бірінде триггер сыртқы басқару кернеу сигналы келіп түспегенше ұзақ болады. Басқару кернеулері транзистор база тізбегіне енгізілсін. Басқару сигналының кернеуі деңгейге жеткен кезде, транзисторы ашылғанда, коллектор тогы пайда болады және база тогы азаяды. Транзистор активтік облысқа көшіп және оң кері байланыс тұзағы қалпына келтіріледі. Осыдан туған қайтагенерациялы процесі жоғары айтылғандарға ұқсас. Ол триггердің лақтырылуына әкеп соғады және қорытындысында транзисторы жабылады, ал транзисторы ашылып және қанығу облысында болады. Триггер екінші орнықты күйге көшеді. Триггердің лақтырылу процесінде транзистор коллекторларында токтың және кернеудің оң және теріс құламасы орнығады.
және конденсаторлары ауыстырып-қосу процесін тездету үшін қосылған және жылдамдатқыш атымен аталған.
Триггердің жұмысын терең қарастыруға болады, әр транзисторды сәйкес байланысымен логикалық элемент сияқты, И-НЕ және ИЛИ-НЕ формалары логика типіне тәуелді орындайды. Бұл жағдайда әрбір логикалық элементтің шығыстары, екінші логикалық элементтің кірістерімен байланысқан және триггердің схемасы әр логика үшін түрі бар, 1.1,б, в-суретінде көрсетілген. Егер де бір логикалық элементтің шығысында, мысалы логикалық бірлік сигналы болса, онда екінші логикалық элементтің кірісінде сол сияқты «1» коды болады. Логикалық элементтің екіншісінің шығысында және біріншінің кірісінде нөл сигналы болады, егерде НЕ схемасымен сигнал инверттелген болса. Бірінші логикалық элементтің кірісіндегі логикалық нөл оның шығысындағы логикалық бірлікті қамтамасыз етеді. Сондықтан, триггер тұрақты күйде болады. Оның шығыстарындағы сигналдардың өзгеруі қанша ұзақ болатын схема жаңа тұрақты күйге ауысады. И-НЕ логикалық элементтері басқа типтегі логикада ИЛИ-НЕ функциясын орындайды, 1.1,б, в-суреттегі схема, өзара эквивалентті.
Бір логикалық элементтің кіріс сигналы басқасының шығыс сигналы болғандықтан, яғни = ; = ; мұндай үлкейтілген тізбек сипаттама анализдері ауыстырып-қосу қасиеті логикалық элементтің көмегімен жүргізген дұрыс (1.1,г-сурет).
Триггердің тепе-теңдік күй теңдігіне сәйкес жоғарыда айтылғандар логикалық элементтердің ауыстырып-қосу қасиетінің қиылысу нүктесімен анықталады. Суретте көрініп тұрғандай, триггерде мұндай нүктелер 3 (1, 2, 3) тек олардың екеуі (1, 3) тұрақты күйін сипаттайды, оларда логикалық элемент транзисторлары қанығу күйінде болады, немесе қиылу күйі және оң кері байланыс жоқ болады. 2-нүктесі тепе-теңдіктің тұрақсыз күйін сипаттайды. Оларда екі логикалық элементтің транзисторлары активтік облыста болады және оң кері байланыс тізбегі жұмыс істейді. 1 болғанда 2 нүктесінің аздаған ауытқуы регенеративтік процесс болдырады, қорытындысында триггердің шығыс сигналдары 1 немесе 3 нүктелерінің орындарымен анықталады.
Регенеративтік процесс тудыру үшін логикалық элементтер шықпасына сигналдары берілу керек, олар транзисторларды активтік облысқа алып шығады, оң кері байланыс тізбегін қайта қалпына келтіруін қамтамасыз етеді, ал триггерлер басқа тұрақты күйге ауысады.
Стандартты логикалық элемент негізіндегі триггерлік схемаларды орындау мүмкіндігі электрондық аппарат өндеушілеріне триггерлер жобалау процесін логикалық элементтер схемасын қосылуын өңдеуіне және оларды басқару ұйымдастырылуына әкелуін рұқсат етті. Мүмкін сыртқы байланыстың көптеген саны триггерлік құрылғылардың мағыналы санының көбеюіне әкелді. Оларды жиі ақпаратты жазуы және функционалдық сипаттамасы бойынша классификациялайды.
Ақпарат жазу түрі бойынша классификациясы жұмыстың уақытылы диаграммасын сипаттайды. Осы сипаты бойынша асинхронды және синхронды болып бөлінеді.
Асинхронды триггерде күйдің өзгеруі басқару сигналының тура келуінен болады. Синхронды триггерде ақпараттық кірістерден басқа (оларға басқару сигналдары беріледі), синхрондау кірістері немесе тактылық кірістері бар. Кірісте ақпараттық сигналдар барысында триггерлер күйінің өзгеруі тек қана синхрондау кірісіне сәйкес сигналдарды беру моментінде болуы мүмкін, басқару импульс потенциалымен немесе оның шебімен (фронт) іске асуы мүмкін.
Функционалдық сипаты бойынша триггерлерді классификациялау негізі логикалық басқару болып табылады. Ол триггердің жұмыс істеуіне дейінгі ( ) және жұмыс істегеннен кейінгі ( ) кездеріндегі кірістер мен шығыстар күйін сипаттайды. Триггердің мұндай әртүрлі кластары әртүрлі басқару ұйым түріне, яғни триггердің шығыстарының қосылуына басқару схемасының кірістерінің түріне байланысты. Егер триггерлік қондырғы бір ақпараттық кіріс А, онда логикалық нөл немесе бірлік коды болуы мүмкін (А=0 немесе А=1), және бес логикалық 0, 1, Q, , X күйі бар екі шығыс, онда мұның негізінде функционалды қондырғының 25 функционалдық типін алуға болады.
0, 1, Q, , X – логикалық шығыс күйлері;
0 – А кірістегі логикалық сигналынан тәуелсіз, триггер Q=0 күйінде тұрақты болады.
1 - А кірістегі логикалық сигналынан тәуелсіз, триггер Q=1 күйінде тұрақты болады.
Q- А кірістегі ақпараттың өзгеруінде триггер күйі өзгеріссіз қалады.
- триггердің күйі өзгереді, егер А кірісінде ақпарат өзгерсе.
X – триггердің анықталмаған күйі, кіріс ақпарат сигналының әрекетінде шығыс логикалық деңгейі шығыстың екеуінде де бірдей: Q= =1 немесе : Q= = 0, ал триггердің кіріс сигналының әрекеті аяқталған кезінде Q=1 немесе Q= 0 бірдей ықтималында күйіне ауыса алады.
Егер триггер шеппен немесе импульс қиығымен басқарылса, яғни жұмыс әрекеті тек потенциал құламасында ғана іске асады, сонда сәйкес кірістерін оның сызық байланыстарымен триггерлер орнында кішкентай
үшбұрышпен белгілейді. Егер ол 0/1 құламасында жұмыс істесе, және кері қарай, егер 1/0 құламасы жұмыстық болса, үшбұрыш ұшы триггердің ішіне қарай бұрылған болып келеді. Триггер шығыстары оң жағынан тікбұрышты көрсетеді, инверстік шығысты (Q), сол сияқты дөңгелек болып белгіленеді.
1.2. RS- триггері.
Екі ақпараттық: R және S кірісі бар логикалық элемент. Онда екі тұрақты күй болуы мүмкін (1.2-сурет). R кірісі ағымының «Reset» - қалпына келтіру , S – «Set» - орнату. Сурет 1.2 - Синхронды RS-типті триггер схемасы:
а – И-НЕ элементтеріндегі; б – ИЛИ-НЕ элементтеріндегі; в – И-ИЛИ-НЕ элементтеріндегі
R=0 және S=1 болған кезде триггер «1» күйін (Q=1) қабылдайды, ал R=1 және S=0 күйі «0» (Q=0). Кейде S кірісін бірлікті, ал R нөлдік деп атайды. RS-типті триггер үшін S=1, R=1 комбинациясы ......
КІРІСПЕ
I. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМІ
1.1.Триггер классификациясы..................................................................5
1.2. RS триггері........................................................................................10
1.3. D триггері..........................................................................................12
1.4. Т триггері...........................................................................................17
1.5. JK триггері.........................................................................................20
1.6. Екі сатылы тиггерлер.......................................................................22
II. ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМІ
2.1. Триггеді есептеу................................................................................29
2.2. Кіші қуатты тиггерлердің параметрлерінің есептелуі..................34
III. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМІ
А3..............................................................................................................37
А4..............................................................................................................38
ҚОРЫТЫНДЫ
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМ
1.Триггерлер туралы жалпы түсінік
Триггерлер деп – электрондық есептеуіш машиналарда, автоматика мен телемеханикада әртүрлі операциялар орындауға арналған, яғни алынған ақпаратты сақтауға, уақыт датчигі схемасында және сандық санауыштарда импульстарды санауға, сандық жиіліктік бөлгіштерде қолданылатын электрондық ауыстырып қосылғыш құрылғыны айтады.
Триггерлер: RS, D, T, JK, VD және VT болып ажыратылады.
Реакция кезеңдерінде кіріс сигналында триггер асинхронды және синхронды болып бөлінеді.
1.1 Триггер классификациясы
Триггерлер релейлік элемент, екі орнықты күйі бар, бір күйден басқа күйге өтуі қайтагенерациялы процеспен алып жүреді.
Триггердің ақпараттық түрлер классификациясы:
R-триггердің секірісіндегі жеке кірісі (Q=0);
S-триггер қондырғысының жеке кірісі (Q=1);
К-жан-жақты триггердің кіріс секірісі (Q=0);
У-жан-жақты триггердің кіріс қондырғысы (Q=1);
Т-триггердің есептеуіш кірісі;
D-триггердің ақпараттық кірісі;
С-триггердің синхрондалатын кірісі;
V-триггердің оқшаулану кірісі.
1.1,а-суретте көрсетілген p-n-p типті транзистордағы симметриялық триггерлердің жұмыс істеу принципін қарастырамыз. Триггер және транзисторындағы екі күшейткішті көрсетеді. Әр күшеткіштің шығыстары басқалардың кірістерімен байланысқан. Күшейткіштің осындай қосылуы қорытындысынан алынған кері байланыс оң болып табылады.
Келтірілген схема принципінде электрлік тепе-тең күйі мүмкін, онда және транзисторлары ашық және активтік облысында болады.Бұл жағдайда және токтары өзара тең және схема элементінде кернеудің құлауы белгілі уақытта өзгермейді. Бірақтан, осындай жағдай тұрақсыз болып келеді, және токтың немесе кернеудің кез келген флуктуациясы бір транзистордағы токтың өсуі көшкіндік процеске және басқасының тогының азаюына апарады. Коллектор тогының үлкеюі транзистордағы коллектор кернеуінің үлкейуіне әкеп соғады (абсолюттік шама бойынша кішіреюі), өз кезегінде, транзисторы кернеуінің өсуіне және тогының төмендеуіне әкеп соғады. Соңғысы , , төмендеуін болдырады, сондықтан мұнан былай тогының өсуін болдырады. Процестің көшкіндік сипаты бар және оң кері байланыс жұмысы бітпегенше, жалғаса береді. Бұл транзистордың біреуінің жабылуында және басқасының қанығуында болуы мүмкін. Екі жағдайда да триггер тепе-тең күйде болады.
Егер схема параметрлері осылай таңдалған: транзистордың біреуінің жабық, ал басқасы ашық және қаныққан болса, онда бұл триггерлер қаныққан деп аталады. Егер ашық транзистор активтік облыс шекарасында орналасса және қанығу режиміне кірмесе, бұл триггерлер қанықпаған деп аталады.
Сурет1.1.- Симметриялық триггердің схемасы (а); симметриялық триггердің екі логикалық элементі түрінде көрсетілуі (б, в
Тұрақты күйдің бірінде триггер сыртқы басқару кернеу сигналы келіп түспегенше ұзақ болады. Басқару кернеулері транзистор база тізбегіне енгізілсін. Басқару сигналының кернеуі деңгейге жеткен кезде, транзисторы ашылғанда, коллектор тогы пайда болады және база тогы азаяды. Транзистор активтік облысқа көшіп және оң кері байланыс тұзағы қалпына келтіріледі. Осыдан туған қайтагенерациялы процесі жоғары айтылғандарға ұқсас. Ол триггердің лақтырылуына әкеп соғады және қорытындысында транзисторы жабылады, ал транзисторы ашылып және қанығу облысында болады. Триггер екінші орнықты күйге көшеді. Триггердің лақтырылу процесінде транзистор коллекторларында токтың және кернеудің оң және теріс құламасы орнығады.
және конденсаторлары ауыстырып-қосу процесін тездету үшін қосылған және жылдамдатқыш атымен аталған.
Триггердің жұмысын терең қарастыруға болады, әр транзисторды сәйкес байланысымен логикалық элемент сияқты, И-НЕ және ИЛИ-НЕ формалары логика типіне тәуелді орындайды. Бұл жағдайда әрбір логикалық элементтің шығыстары, екінші логикалық элементтің кірістерімен байланысқан және триггердің схемасы әр логика үшін түрі бар, 1.1,б, в-суретінде көрсетілген. Егер де бір логикалық элементтің шығысында, мысалы логикалық бірлік сигналы болса, онда екінші логикалық элементтің кірісінде сол сияқты «1» коды болады. Логикалық элементтің екіншісінің шығысында және біріншінің кірісінде нөл сигналы болады, егерде НЕ схемасымен сигнал инверттелген болса. Бірінші логикалық элементтің кірісіндегі логикалық нөл оның шығысындағы логикалық бірлікті қамтамасыз етеді. Сондықтан, триггер тұрақты күйде болады. Оның шығыстарындағы сигналдардың өзгеруі қанша ұзақ болатын схема жаңа тұрақты күйге ауысады. И-НЕ логикалық элементтері басқа типтегі логикада ИЛИ-НЕ функциясын орындайды, 1.1,б, в-суреттегі схема, өзара эквивалентті.
Бір логикалық элементтің кіріс сигналы басқасының шығыс сигналы болғандықтан, яғни = ; = ; мұндай үлкейтілген тізбек сипаттама анализдері ауыстырып-қосу қасиеті логикалық элементтің көмегімен жүргізген дұрыс (1.1,г-сурет).
Триггердің тепе-теңдік күй теңдігіне сәйкес жоғарыда айтылғандар логикалық элементтердің ауыстырып-қосу қасиетінің қиылысу нүктесімен анықталады. Суретте көрініп тұрғандай, триггерде мұндай нүктелер 3 (1, 2, 3) тек олардың екеуі (1, 3) тұрақты күйін сипаттайды, оларда логикалық элемент транзисторлары қанығу күйінде болады, немесе қиылу күйі және оң кері байланыс жоқ болады. 2-нүктесі тепе-теңдіктің тұрақсыз күйін сипаттайды. Оларда екі логикалық элементтің транзисторлары активтік облыста болады және оң кері байланыс тізбегі жұмыс істейді. 1 болғанда 2 нүктесінің аздаған ауытқуы регенеративтік процесс болдырады, қорытындысында триггердің шығыс сигналдары 1 немесе 3 нүктелерінің орындарымен анықталады.
Регенеративтік процесс тудыру үшін логикалық элементтер шықпасына сигналдары берілу керек, олар транзисторларды активтік облысқа алып шығады, оң кері байланыс тізбегін қайта қалпына келтіруін қамтамасыз етеді, ал триггерлер басқа тұрақты күйге ауысады.
Стандартты логикалық элемент негізіндегі триггерлік схемаларды орындау мүмкіндігі электрондық аппарат өндеушілеріне триггерлер жобалау процесін логикалық элементтер схемасын қосылуын өңдеуіне және оларды басқару ұйымдастырылуына әкелуін рұқсат етті. Мүмкін сыртқы байланыстың көптеген саны триггерлік құрылғылардың мағыналы санының көбеюіне әкелді. Оларды жиі ақпаратты жазуы және функционалдық сипаттамасы бойынша классификациялайды.
Ақпарат жазу түрі бойынша классификациясы жұмыстың уақытылы диаграммасын сипаттайды. Осы сипаты бойынша асинхронды және синхронды болып бөлінеді.
Асинхронды триггерде күйдің өзгеруі басқару сигналының тура келуінен болады. Синхронды триггерде ақпараттық кірістерден басқа (оларға басқару сигналдары беріледі), синхрондау кірістері немесе тактылық кірістері бар. Кірісте ақпараттық сигналдар барысында триггерлер күйінің өзгеруі тек қана синхрондау кірісіне сәйкес сигналдарды беру моментінде болуы мүмкін, басқару импульс потенциалымен немесе оның шебімен (фронт) іске асуы мүмкін.
Функционалдық сипаты бойынша триггерлерді классификациялау негізі логикалық басқару болып табылады. Ол триггердің жұмыс істеуіне дейінгі ( ) және жұмыс істегеннен кейінгі ( ) кездеріндегі кірістер мен шығыстар күйін сипаттайды. Триггердің мұндай әртүрлі кластары әртүрлі басқару ұйым түріне, яғни триггердің шығыстарының қосылуына басқару схемасының кірістерінің түріне байланысты. Егер триггерлік қондырғы бір ақпараттық кіріс А, онда логикалық нөл немесе бірлік коды болуы мүмкін (А=0 немесе А=1), және бес логикалық 0, 1, Q, , X күйі бар екі шығыс, онда мұның негізінде функционалды қондырғының 25 функционалдық типін алуға болады.
0, 1, Q, , X – логикалық шығыс күйлері;
0 – А кірістегі логикалық сигналынан тәуелсіз, триггер Q=0 күйінде тұрақты болады.
1 - А кірістегі логикалық сигналынан тәуелсіз, триггер Q=1 күйінде тұрақты болады.
Q- А кірістегі ақпараттың өзгеруінде триггер күйі өзгеріссіз қалады.
- триггердің күйі өзгереді, егер А кірісінде ақпарат өзгерсе.
X – триггердің анықталмаған күйі, кіріс ақпарат сигналының әрекетінде шығыс логикалық деңгейі шығыстың екеуінде де бірдей: Q= =1 немесе : Q= = 0, ал триггердің кіріс сигналының әрекеті аяқталған кезінде Q=1 немесе Q= 0 бірдей ықтималында күйіне ауыса алады.
Егер триггер шеппен немесе импульс қиығымен басқарылса, яғни жұмыс әрекеті тек потенциал құламасында ғана іске асады, сонда сәйкес кірістерін оның сызық байланыстарымен триггерлер орнында кішкентай
үшбұрышпен белгілейді. Егер ол 0/1 құламасында жұмыс істесе, және кері қарай, егер 1/0 құламасы жұмыстық болса, үшбұрыш ұшы триггердің ішіне қарай бұрылған болып келеді. Триггер шығыстары оң жағынан тікбұрышты көрсетеді, инверстік шығысты (Q), сол сияқты дөңгелек болып белгіленеді.
1.2. RS- триггері.
Екі ақпараттық: R және S кірісі бар логикалық элемент. Онда екі тұрақты күй болуы мүмкін (1.2-сурет). R кірісі ағымының «Reset» - қалпына келтіру , S – «Set» - орнату. Сурет 1.2 - Синхронды RS-типті триггер схемасы:
а – И-НЕ элементтеріндегі; б – ИЛИ-НЕ элементтеріндегі; в – И-ИЛИ-НЕ элементтеріндегі
R=0 және S=1 болған кезде триггер «1» күйін (Q=1) қабылдайды, ал R=1 және S=0 күйі «0» (Q=0). Кейде S кірісін бірлікті, ал R нөлдік деп атайды. RS-типті триггер үшін S=1, R=1 комбинациясы ......