Схемные логические элементы: регистры, триггеры, сумматоры, мультиплексор, шифратор, компаратор

1.

Схемные логические
элементы: регистры,
триггеры, сумматоры,
мультиплексор,
шифратор, компаратор.

2.

Триггеры
• Триггер (бистабильный мультивибратор) — это цифровой автомат, имеющий
несколько входов и 2 выхода.
• Триггер — это устройство последовательного типа с двумя устойчивыми
состояниями равновесия, предназначенное для записи и хранения
информации. Под действием входных сигналов триггер может
переключаться из одного устойчивого состояния в другое. При этом
напряжение на его выходе скачкообразно изменяется.
• Триггерами называют такие логические устройства,
выходные сигналы которых определяются не только сигналами на входах, но
и предысторией их работы, то есть состоянием элементов памяти.
• Триггер — один из базовых (основных) элементов цифровой техники[.
Некоторые исследователи включают триггер в 100 великих изобретений.
• Триггер не является логическим элементом первого уровня, а сам состоит из
логических элементов первого уровня — инверторов или логических
вентилей. По отношению к логическим элементам первого уровня триггер
является логическим устройством второго уровня.
• Триггер — элементарная ячейка оперативной памяти.

3.

ТРИГГЕР
• Триггер — простейшее
последовательное
устройство, которое может
находиться в одном из
двух возможных
состояний и переходить из
одного состояния в другое
под воздействием входных
сигналов.

4.

ВЫХОДЫ ТРИГГЕРА
Входы триггера разделяют на информационные и
управляющие (вспомогательные).
• Информационные входы используются для
управления состоянием триггера.
Управляющие входы обычно используются для
предварительной установки триггера в некоторое
состояние и для синхронизации.

5.

Классификация триггеров
способ приема информации;
• принцип построения;
• функциональные возможности

6.

По функциональным
возможностям
● с раздельной установкой состояния 0 и 1 (RSтриггеры);
● универсальные (JK-триггеры);
● с приемом информации по одному входу D (Dтриггеры, или триггеры задержки);
● со счетным входом Т (Т-триггеры).

7.

Асинхронные и синхронные
триггеры
• Асинхронный триггер — изменяет свое состояние непосредственно
в момент появления соответствующего информационного сигнала.
• Синхронные триггеры — реагируют на информационные сигналы
только при наличии соответствующего сигнала на так называемом
входе синхронизации C (от англ. clock). Этот вход также
обозначают терминами «строб», «такт».

8.

электронные
регистры
• Регистр — это логическое устройство, используемое
для хранения n-разрядных двоичных чисел и
выполнения преобразований над ними.
• Регистр представляет собой упорядоченную
последовательность триггеров, число которых
соответствует числу разрядов в слове. С каждым
регистром обычно связано комбинационное цифровое
устройство, с помощью которого обеспечивается
выполнение некоторых операций над словами.

9.

Типичными являются
следующие операции:
● прием слова в регистр;
● передача слова из регистра;
● поразрядные логические операции;
● сдвиг слова влево или вправо на заданное число
разрядов;
● преобразование последовательного кода слова в
параллельный и обратно;
● установка регистра в начальное состояние (сброс).

10.

Классификация
Регистры классифицируются по следующим видам
● накопительные (регистры памяти, хранения);
● сдвигающие.
В свою очередь сдвигающие регистры делятся:
● по способу ввода-вывода информации на:
• параллельные,
• последовательные,
• комбинированные;
● по направлению передачи информации на:
• однонаправленные,
• реверсивные.

11.

Сумматоры
• Сумматоры — это комбинационные
устройства, предназначенные для сложения
чисел.

12.

Мультиплексор
• Мультиплексором — называют комбинационное устройство,
обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации,
поступающей по нескольким входам на один выход. Мультиплексоры
обозначают через MUX (от англ. multiplexor), а также через MS (от англ.
multiplex or selector).

13.

Мультиплексор
Входы:
• Информационные
• Адресные
• Стробирующие

14.

Мультиплексоры
• Мультиплексоры могут использоваться в делителях
частоты, триггерных устройствах, сдвигающих
устройствах и др. Мультиплексоры часто используют
для преобразования параллельного двоичного кода в
последовательный.

15.

Демультиплексор
• Демультиплексором называют устройство, в котором
сигналы с одного информационного входа, поступают
в желаемой последовательности по нескольким
выходам в зависимости от кода на адресных шинах.
Демультиплексоры обозначают через DMX или DMS.

16.

Демультиплексор
• Если соотношение между числом выходов n и числом
адресных входов m определяется равенством n= 2 m, то
такой демультиплексор называется полным
• При n< 2m демультиплексор является неполным.

17.

Логические устройства
• Устройство называют комбинационным, если его выходные сигналы
в некоторый момент времени однозначно определяются входными
сигналами, имеющими место в этот момент времени.
• Иначе устройство называют последовательностным или конечным
автоматом (цифровым автоматом, автоматом с памятью). В
последовательностных устройствах обязательно имеются элементы
памяти. Состояние этих элементов зависит от предыстории
поступления входных сигналов. Выходные сигналы
последовательностных устройств определяются не только сигналами,
имеющимися на входах в данный момент времени, но и состоянием
элементов памяти. Таким образом, реакция последовательностного
устройства на определенные входные сигналы зависит от предыстории
его работы.

18.

Шифраторы
• Шифратор — это комбинационное
устройство, преобразующее десятичные
числа в двоичную систему счисления,
причем каждому входу может быть
поставлено в соответствие десятичное
число, а набор выходных логических
сигналов соответствует определенному
двоичному коду.
• Шифратор - «кодер» (от англ. coder)

19.

• Если количество входов настолько велико, что в
шифраторе используются все возможные комбинации
сигналов на выходе, то такой шифратор называется
полным.
• Если не все, то неполным.
• Число входов и выходов в полном шифраторе связано
соотношением n= 2m, где n— число входов, m— число
выходов.

20.

• Основное назначение
шифратора —
преобразование номера
источника сигнала в код
(например, номера нажатой
кнопки некоторой
клавиатуры).

21.

Дешифраторы
• комбинационное устройство, преобразующее n-
разрядный двоичный код в логический сигнал,
появляющийся на том выходе, десятичный номер
которого соответствует двоичному коду.
• Число входов и выходов в так называемом полном
дешифраторе связано соотношением m= 2 n, где nчисло входов, а m— число выходов.
• Если в работе дешифратора используется неполное
число выходов, то такой дешифратор называется
неполным.

22.

Дешифратор —
одно из широко
используемых
логических
устройств. Его
применяют для
построения
различных
комбинационных
устройств.