Przerzutniki synchroniczne

1

Podstawowymi rodzajami przerzutników
synchronicznych są:

przerzutniki D (ang. delay
flipflop),

przerzutniki T (ang. toggle
flipflop),

przerzutniki SR (ang. S – set, R -
reset),

przerzutniki JK (J – wejście wpisujące (set), K
– wejście zerujące (reset)).

Podobnie jak w przypadku przerzutników
asynchronicznych, przerzutniki synchroniczne
realizują funkcję wyjść

Dlatego działanie poszczególnych przerzutników
jednoznacznie definiuje odpowiednia tablica przejść.

Q

y 

Przerzutniki synchroniczne

2

Działanie układu synchronicznego można rozpatrywać
jedynie na tle przebiegu sygnału zegarowego.

Stan wewnętrzny układu synchronicznego i
odpowiadający mu stan wyjść nie zmienia się w
czasie trwania okresu sygnału zegarowego.

Stan wewnętrzny i stan wyjść układu synchronicznego
istniejący w aktualnie trwającym okresie sygnału
zegarowego będziemy oznaczać odpowiednio Q

n

i Y

n

, a

w następnym Q

n+1

i Y

n+1

.

Zmiany stanu wewnętrznego układu synchronicznego

mogą dokonywać się:

- w chwilach narastania impulsów sygnału

zegarowego; mówi się, że są to układy
synchronizowane narastającym zboczem sygnału
zegarowego lub

- w chwilach zanikania impulsów sygnału

zegarowego; mówi się,

że są to układy synchronizowane opadającym

zboczem sygnału zegarowego.

Przerzutniki synchroniczne

3

Stany układu synchronicznego synchronizowanego
narastającym zboczem sygnału zegarowego.

n

n

Y

Q ,

1

1

,





n

n

Y

Q

Sygnał
zegaro
wy

n

X

Stan wejść X

n

układu synchronicznego to stan

sygnałów wejściowych w końcowej chwili trwania
stanu wewnętrznego Q

n

.

Mówi się, że chwilami próbkowania sygnałów
wejściowych (przejmowania przez układ informacji o
stanie wejść) są chwile wyznaczone przez narastające
zbocza sygnału zegarowego.

Przerzutniki synchroniczne

4

Stany układu synchronicznego synchronizowanego
opadającym zboczem sygnału zegarowego.

n

n

Y

Q ,

1

1

,





n

n

Y

Q

Sygnał
zegaro
wy

n

X

Stan wejść X

n

układu synchronicznego to stan

sygnałów wejściowych w końcowej chwili trwania
stanu wewnętrznego Q

n

.

Mówi się, że chwilami próbkowania sygnałów
wejściowych (przejmowania przez układ informacji o
stanie wejść) są chwile wyznaczone przez opadające
zbocza sygnału zegarowego.

Przerzutnik D

5

Przerzutnik D

0

1

0

0

1

1

0

1

Q

n+1

n

Q

D

sygnał
zegarowy c

sygnał
wejściowy D

y

Q 

Symbol przerzutnika D

Przykładowy przebieg

sygnałów przerzutnika D

Przerzutniki synchroniczne D i T

6

Przerzutnik D – tablica
przejść i macierz
przejść

0

1

0

0

1

1

0

1

Q

n+1

n

Q

D

1





n

n

Q

Q

0

1

1

1

1

0

0

0









D

0

1

1

0

Przerzutnik T – symbol,
tablica przejść i macierz
przejść

0

1

0

0

1

1

1

0

Q

n+1

n

Q

T

1





n

n

Q

Q

0

1

1

1

1

0

0

0









T

1

0

1

0

Przerzutnik synchroniczny SR

7

Przerzutnik SR – symbol, tablica przejść,
macierz przejść

00 01 11 10

0

0

0

-

1

1

1

0

-

1

Q

n+1

n

Q

SR

1





n

n

Q

Q

SR

01

0

10

0





0

1

1

1

1

0

0

0









Przerzutnik synchroniczny JK

8

0

1

1

1

1

0

0

0









Przerzutnik JK – symbol, tablica przejść,
macierz przejść

1





n

n

Q

Q

00 01 11 10

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

Q

n+1

n

Q

JK

JK

1

0

1

0









Przerzutniki synchroniczne

9

Wykorzystanie przerzutnika JK do realizacji przerzutnika D

00 01 11 10

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

Q

n+1

0

1

0

0

1

1

0

1

Q

n+1

n

Q

n

Q

JK

D

Przerzutniki synchroniczne

10

Wykorzystanie przerzutnika JK do realizacji przerzutnika T

00 01 11 10

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

Q

n+1

JK

n

Q

0

1

0

0

1

1

1

0

Q

n+1

n

Q

T

Przerzutniki synchroniczne

11

Wykorzystanie przerzutnika SR do realizacji przerzutnika D

00 01 11 10

0

0

0

-

1

1

1

0

-

1

Q

n+1

SR

0

1

0

0

1

1

0

1

Q

n+1

D

n

Q

n

Q

Przerzutniki synchroniczne

12

Wykorzystanie przerzutnika SR do realizacji przerzutników JK i T

Metody synchronizacji przerzutników

13

Metody synchronizacji
przerzutników:

 synchronizacja szerokością impulsu sygnału

zegarowego,

 synchronizacja

dwustopniowa,

 synchronizacja zboczem impulsu sygnału

zegarowego.

Synchronizacja szerokością impulsu sygnału
zegarowego

1

0

bramkowany
przerzutnik wz

Synchronizacja dwustopniowa

14

Przerzutnik SR typu „master-slave” - z synchronizacją
dwustopniową

symbo
l

przerzutnik główny
(master)

przerzutnik pomocniczy
(slave)

c

c

Synchronizacja dwustopniowa

15

Synchronizacja dwustopniowa – przerzutniki typu
„master-slave”

przerzutnik
SR

symbo
l

symbo
l

przerzutnik
JK

c

c

c

c

Przerzutniki synchroniczne

16

Synchronizacja zboczem impulsu sygnału
zegarowego

układ

asynchronic

zny

sygnał
zegarowy c

c

sygnał
D

sygnał
wyjściowy

y

Q 

D

y

Przerzutniki synchronizowane zboczem
impulsu sygnału zegarowego są projektowane
jako układy asynchroniczne
z uwzględnieniem istnienia sygnału
zegarowego.

Przerzutniki synchroniczne

17

W przerzutnikach o synchronizacji dwustopniowej
zmiany stanu wewnętrznego dokonują się na
opadających zboczach sygnału zegarowego, co na
symbolach takich przerzutników oznacza się kropką
lub trójkątem przy sygnale zegarowym.

Przerzutniki synchroniczne

18

Przerzutniki złożone

Przykładowy schemat złożonego
przerzutnika JK

symb
ol

Przerzutniki synchroniczne

19

D

Przykładowy schemat złożonego
przerzutnika D

Przerzutniki złożone

symb
ol

Przerzutniki synchroniczne

20

Struktura przerzutników
złożonych

Przerzutniki synchroniczne

21

Struktura przerzutników
złożonych

w

z

Przerzutniki synchroniczne

22

Przykładowe przebiegi sygnałów automatu
sterującego złożonego przerzutnika D

Zajęcia współfinansowane przez Unię Europejską w

Zajęcia współfinansowane przez Unię Europejską w

ramach

ramach

Europejskiego Funduszu Społecznego

Europejskiego Funduszu Społecznego

Dziękuję za uwagę

Dziękuję za uwagę