Człowiek- najlepsza inwestycja

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską

w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy

Podstawy

Automatyki

Automatyki

Podstawy

Podstawy

Automatyki

Automatyki

Politechnika Warszawska

Instytut Automatyki i Robotyki

Dr inż. Wieńczysław Kościelny

PODSTAWY AUTOMATYKI

część 2

Przerzutniki synchroniczne

Przerzutniki synchroniczne

3

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

4

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

5

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

.

Przerzutniki synchroniczne

6

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

.

Przerzutnik D

7

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

8

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

9

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

10

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

11

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

12

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

13

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

14

Wykorzystanie przerzutnika SR do realizacji przerzutników JK i T

Przerzutniki synchroniczne

15

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

Przerzutniki synchroniczne

16

Synchronizacja dwustopniowa – przerzutniki typu
„master-slave”

przerzutnik
SR

symbo
l

symbo
l

przerzutnik
JK

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

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

19

Przerzutniki złożone

Przykładowy schemat złożonego
przerzutnika JK

symb
ol

Przerzutniki synchroniczne

20

D

Przykładowy schemat złożonego
przerzutnika D

Przerzutniki złożone

symb
ol

Przerzutniki synchroniczne

21

Struktura przerzutników
złożonych

Przerzutniki synchroniczne

22

Przykładowe przebiegi sygnałów automatu
sterującego złożonego przerzutnika D