Элементы с открытым коллектором. Назначение, основные свойства и характеристики. Области применения.

Обычный выходной каскад логического элемента.

Рисунок 48. Обычный выходной каскад ЛЭ.

Если VT1 открыт, а VT2 закрыт, то общая точка подключена к шине питания Uпит, и на

выходе высокий уровень напряжения (логическая 1). Если VT1 закрыт, а VT2 открыт, то общая точка подключена к общей шине, и на выходе низкий уровень напряжения (логический 0).

Элемент с открытым коллектором.

Верхний транзистор обычной выходной пары отсутствует, из корпуса выведен лишь

коллектор нижнего транзистора. Этот транзистор открывается логической частью элемента при совпадении на входе всех единиц. Такой выходной каскад не способен сам по себе сформировать высокий уровень напряжения, поэтому к выходу подключают подтягивающий резистор R. В таком виде элемент выполняет функцию И-НЕ.

Рисунок 49. Элементы с открытым коллектором: а)логический элемент; б)организация

вместе с элементом рис.а монтажного ИЛИ; в)обозначение монтажного ИЛИ на схемах.

Выход с открытым коллектором помечают ромбиком. Вместо резистора или вместе с ним в выходную цепь могут быть подключены светодиод, индикаторная лампочка и т.д.

Элементы с открытым коллектором также могут быть соединены вместе в монтажное ИЛИ (рис. 49). Уровень выхода будет равен 0, когда открыт выходной транзистор любого из объединенных элементов. Все три элемента будут совместно отрабатывать функцию И-ИЛИ-НЕ.

Рисунок 52. Таблица истинности монтажного ИЛИ (слева) и монтажного И (справа).

Элементы с открытым коллектором используют также для двунаправленной передачи

данных по 1 информационному проводу относительно земли.

Элементы с третьим состоянием на выходе. Назначение, основные свойства и характеристики, описание на языке проектирования AHDL (пакет Max Plus II). Области применения.

Выход с третьим состоянием.

Рисунок 53. Элемент с третьим состоянием.

Добавляется третий транзистор. Когда на вход Z подается низкий уровень, транзистор VT3 заперт и не влияет на работу схемы элемента, выполняющего функцию И-НЕ. Если на входе Z высокий уровень, то транзистор VT3 открывается, а транзисторы VT1 и VT2 закрыты и уровень напряжения на выходе уже не определен. Такое третье состояние обозначается Z-состоянием.

Рисунок 54. Обозначение элементов с третьим состоянием и их таблица истинности.

Рисунок 55. Двунаправленная передача данных.

Для взаимного обмена данными различные устройства подключаются к связывающему их

проводу – шине. По этой шине происходит обмен. Микроконтроллер МК управляет элементами 1 и 2.

TRI -элементы в AHDL.

a, b, c: input;

variable

Y_TRI: TRI;

Y: node;

Y=a&b;

Y_TRI.IN=Y;

Y_TRI.OE=c;

21. Триггеры. Назначение и классификация.

Триггер – устройство, имеющее два устойчивых состояния, и переходящее из одного

состояния в другое по внешнему сигналу. 1 и 0 – устойчивые состояния триггера.

0 – сброшенное состояние.

1 – установленное состояние.

0 ->1 – установка.

1 ->0 – сброс.

Имеет два выхода - прямой Q и инверсный Q, причем! Q = Q.

Типы триггеров.

1. По типу используемых входов.

R – вход сброса (reset)

S – вход установки (set)

J – вход установки универсального триггера

K – вход сброса универсального триггера

T – счетный вход

D – информационный вход

C – синхровход триггера

RS,JK,T,D – 4 основных типа

Т,D – 2 основных типа, исп. в программируемой. логике

V – дополнительный вход разрешения работы.

2. По моменту реакции на входной сигнал.

-Асинхронные: изменяют состояние на выходе в момент изменения сигнала на входе.

-Синхронные: изменяют состояние в строго определенные моменты времени, эти моменты

определяются специальным синхросигналом С.

3. По типу активного логического сигнала на входах триггера.

-Статические: реагируют на уровень сигнала.

-Динамические: реагируют на переход сигнала (вход синхронизации С реагирует на передний фронт сигнала).

 

Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ. Таблица истинности. Логика работы(эпюры напряжений). Варианты использования. Описание на языке проектирования

AHDL (пакет Max Plus II).

Условное обозначение:

Функциональная схема:

Таблица переходов:

 

RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами. Также RS-триггеры часто используются для исключения явления дребезга контактов. И, ясное дело, как элемент памяти.

Реализация на AHDL:

TITLE "RSasinh";

SUBDESIGN RSasinh

(

s,r:input;

q,q_:output;

)

variable

RST:SRFF;

BEGIN

q=!(!s&q_);

q_=!(!r&q);

 

 

END;

Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ. Таблица истинности. Логика работы (эпюры напряжений). Варианты использования. Описание на языке проектирования

AHDL (пакет Max Plus II).

 

Условное обозначение:

Функциональная схема:

Таблица переходов:

Применение то же.

 

Реализация на AHDL:

TITLE "RSasinh";

SUBDESIGN RSasinh

(

s,r:input;

q,q_:output;

)

 

BEGIN

q=!(r#q_);

q_=!(s#q);

 

 

END;

 

Синхронный RS-триггер. Таблица истинности. Логика работы (эпюры напряжений).

Варианты использования. Описание на языке проектирования AHDL (пакет Max PlusII).

Условное обозначение:

Таблица переходов:

Реализация на AHDL:

TITLE "triggeryeaz";

SUBDESIGN triggeryeaz

(

s,r,clk: INPUT;

 

q1,q2: OUTPUT;

)

VARIABLE

RST:SRFF;

BEGIN

RST.S=s;

RST.R=r;

RST.CLK=clk;

q1=RST.Q;

q2=!RST.Q;

END;

Триггеры с динамическими и статическими входами. D-триггер. Таблица истинности. Логика работы (эпюры напряжений). Варианты использования. Реализация D-триггера на базе T-триггера. Описание на языке проектирования AHDL (пакет MaxPlus II).

Также называется «триггер – защелка.»

 

Логика работы:

При Сlk = 0 состояние триггера не меняется, а при Сlk = 1 состояние триггера совпадает со значением информации на входе D.

Основной триггер, применяющийся в микросхемах программируемой логики. Элемент задержки на 1 такт сигнала CLK.

Нормирование сигналов по длительности.

Так как информация на выходе остаётся неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защёлкой.

Сохранение информации в D-триггерах происходит после спада импульса синхронизации.