Содержание

1.  Общая структура последовательностного устройства

2.  Синхронные триггеры

3.  Порядок синтеза последовательностного устройства

Библиографический список

1. Общая структура последовательностного устройства

Цифровое устройство, в котором состояние выхода зависит не только от того, какие сигналы присутствуют на его входах в данное время, но и от того, какие последовательности сигналов поступали на входы устройства в предшествующие моменты времени, называют цифровым автоматом. Такие устройства за их способность запоминать последовательности входных или выходных сигналов называют также последовательностными устройствами.

Цифровые автоматы, применяемые в цифровой технике, преимущественно строятся по общей схеме, приведенной на рис.1. Такие автоматы называют автоматами Мура. На рис.21: ЭП – элементы памяти (регистр) c входами D0,...,Dk-1 и выходами Q0,...,Qk-1. КС1 вырабатывает входные сигналы для элементов памяти, используя для этого их текущие состояния выходов (коды Q0,...,Qk-1) и внешние сигналы x0,...,xn-1 (коды настройки на определенный режим работы, сигналы синхронизации и т.п.). КС2 преобразует внутренние рабочие коды состояния устройства Q0,...,Qk-1 в выходные коды y0,...,yk-1.

Состояния всех входов, элементов памяти и выходов рассматриваются в одинаковые дискретные моменты времени. В зависимости от того, как эти моменты времени определены, последовательностные устройства разделяются на синхронные и асинхронные.

В синхронных устройствах дискретные моменты времени задают специальные синхронизирующие сигналы (импульсы), поступающие от некоторого независимого источника синхронизации. В синхронных последовательностных устройствах, следовательно, длительность рабочего такта задается синхронизирующими сигналами.

В отличие от синхронного, в асинхронном последовательностном устройстве дискретные моменты времени определяются моментами изменения состояния входа или состояния памяти, а длительность рабочих тактов определяется интервалом времени, в течение которого состояние автомата не меняется.

Таким образом, работу цифрового автомата Мура (рис.1) можно определить следующими логическими уравнениями

Qt+1=f1(Qt,X t), Y t=f2(Qt), (14)

где Qt – k-разрядное число, определяющее состояние памяти автомата в дискретное время t (текущее состояние памяти); X t – n-разрядное число, определяющее состояние входов в дискретное время t (текущее состояние входов); Qt+1 – k-разрядное число, определяющее состояние памяти в дискретное время t+1 (последующее состояние памяти); Y t – l-разрядное число, определяющее состояние выходов в дискретное время t (текущее состояние выходов).

2. Синхронные триггеры

В качестве элементов памяти в схеме цифрового автомата рис.1 используются триггеры, включенные определенным образом в структуру памяти для обеспечения выполнения его функций.

Используемые в цифровой технике триггеры представляют собой электронные схемы, имеющие два устойчивых состояния. Эти состояния устанавливаются при подаче соответствующей комбинации сигналов на входы триггера и сохраняются после окончания действия этих сигналов.

Состояние триггера описывается значением выходного сигнала Q. Это состояние определяется (задается) комбинацией входных сигналов на информационных входах триггера. ............