Podstawy elektroniki i techniki cyfrowej.
Ćwiczenie laboratoryjne nr 10: Przerzutniki bistabilne.
3.1. Przerzutnik SR.
przerzutniki asynchroniczne SR zbudowane z 2 bramek NOR (lub 2 bramek NAND)
Działanie przerzutnika SR (NOR) analizujemy w układzie przedstawionym poniżej.
Wyjścia Q i ~Q przerzutnika przestawiamy działając impulsami na wejścia S (set) i R (reset).
Podanie stanów wysokich na oba wejścia naraz powoduje, że układ znajduje się w stanie niedozwolonym (wyjścia są nieczytelne).
Tablica prawdy przerzutnika SR (NOR)
S |
R |
Q |
0 |
0 |
bez zmiany |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
stan niedozwolony |
Przerzutnik typu SR możemy też zbudować z bramek NAND:
Różnica w przerzutniku SR zbudowanym z bramek NAND jest taka, że tym razem układ pobudzany jest stanem niskim na wejściu, stąd też 2 stany niskie na obu wejściach są niedozwolone. Obserwacje na ten temat przedstawia tablica prawdy.
Tablica prawdy przerzutnika SR (NAND)
S |
R |
Q |
0 |
0 |
stan niedozwolony |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Q (bez zmiany) |
przerzutnik synchroniczny SR
Przerzutnik SR synchroniczny ma oprócz wejść S i R wejście taktujące zegara. Właśnie dzięki zegarowi przerzutnik nosi miano synchronicznego, bo przełączenie wyjść Q i ~Q następuje tylko wtedy, gdy na wejściu zegara jest stan wysoki (przełączanie jest realizowane poziomem wysokim, czyli zmiany stanów są możliwe wyłącznie wtedy, gdy impuls zegar przyjmuje stan wysoki). W naszym układzie jako zegar występuje generator przebiegu prostokątnego.
A tak przedstawia się działanie układu w czasie w zależności od stanów wejść S i R.
3.2. Przerzutnik JK.
Budowa przerzutnika JK opiera się na przerzutniku SR. Także w działaniu jest on podobny do SR. Jego zaletą jest to, że nie posiada stanów niedozwolonych. Ma 2 wejścia synchroniczne: J i K oraz 2 wejścia asynchroniczne: S i R służące do ustawiania stanu przerzutnika.
Tablica prawdy przerzutnika JK wygląda następująco:
J |
K |
Q |
0 |
0 |
Q (bez zmiany) |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
~Q (zmiana stanów na przeciwne) |
Jeżeli przerzutnik JK podepniemy w sposób przedstawiony poniżej (na wejścia J, K podany sygnał o poziomie wysokim), na wyjściach otrzymamy przebieg prostokątny.
zegar
Q
~Q
3.3. Przerzutnik typu T.
Przerzutnik typu T ma tylko 1 wejście informacyjne i jedno synchronizujące (wejście zegara). Gdy na wejście T podany jest stan wysoki z każdym taktem zegara przerzutnik zmienia stany wyjściowe na przeciwne. Przerzutnik T może też posiadać wejścia asynchroniczne S i R.
Tablica prawdy przerzutnika typu T.
T |
Q |
0 |
Q (bez zmiany) |
1 |
~Q (zmiana stanów na przeciwne) |
Przerzutnik typu T jest bardzo łatwo otrzymać z przerzutnika JK (łączymy wejścia ze sobą):
3.4. Przerzutnik typu D.
Przerzutnik typu D, podobnie jak T, posiada tylko jedno wejście informacyjne oraz 1 synchronizujące. Działanie tego przerzutnika polega na tym, że na wyjściu Q pojawia się zawsze taki sam stan jak na wejściu D. Zmiana stanów wyjściowych jest dokonywana tylko i wyłącznie w chwili narastania zbocza sygnału taktującego (czyli zegara).
a) Tak wygląda przerzutnik typu D zbudowany z przerzutnika SR:
Aby zbudować przerzutnik typu D z przerzutnika JK postępujemy analogicznie jak w przypadku powyżej. Oba wejścia (J i K) spinamy razem, z tym że przed wejściem K wpinamy bramkę NOT. Efekt jest identyczny jak powyżej.
Dwójka licząca.
Układ zwany dwójką liczącą zbudowaliśmy z przerzutnika typu D:
Działa on w ten sposób, że wyjścia Q i ~Q zmieniają swoje stany na przeciwne co 1 pełny takt zegara. Układ działa tak dzięki temu, że wyjście ~Q podpięliśmy do wejścia D, a jak wiemy przerzutnik typu D przepisuje stan podany na wejście D na wyjście Q. Wyjście ~Q przyjmuje stan przeciwny niż Q, który podaje na wejście D i tak w koło...
strona 1/4
T
Clk
Q
~Q
~Q
Q
Clk
D
Wyszukiwarka