PRZERZUTNIKI Jest podstawowym elementem sekwencyjnym, który zapamiętuje jeden bit informacji Z kilku przerzutników zbudowane są bardziej skomplikowane

Transkrypt

1 Układy cyfrowe - przykłady

2 PRZERZUTNIKI Jest podstawowym elementem sekwencyjnym, który zapamiętuje jeden bit informacji Z kilku przerzutników zbudowane są bardziej skomplikowane układy cyfrowe np. rejestry. Większość przerzutników to przerzutniki synchroniczne. Wyjątek to najprostszy przerzutnik nazywany asynchronicznym przerzutnikiem RS.

3 Są układami o co najmniej dwóch charakterystycznych wejściach i z reguły dwóch wyjściach: Wejście informacyjne ( ozn. R-S, J-K, T, D) Wejścia programujące: ustawiające (S) i zerujące (R) Wejścia zegarowe lub synchronizujące (C) Wyjście proste (Q) Wyjście zanegowane ( Q )

4 PRZERZUTNIKI - podział Dzielimy je na: Asynchroniczne RS pracują bez sygnału taktującego, a stan przerzutnika ustala się bezpośrednio w wyniku zmiany stanu wejść Synchroniczne RS, JK, T, D pracują z układem sygnału u taktującego, a stan wejść informacyjnych jest przekazywany na wyjście w chwilach występowania określonego poziomu lub zbocza.

5 Przerzutniki - opis Przerzutnik asynchroniczny RS ma 2 wejścia informacyjne i 1 zegarowe oraz 2 wyjścia. Stan wyjść jest zawsze przeciwny. Jest kombinacją połą łączeń bramek NOR

6 Przerzutnik JK ma 2 wejścia informacyjne, wejście zegarowe oraz może e mieć 2 wejścia programujące Brak zagrożonych onych wejść

7 Przerzutnik T ma 1 wejście informacyjne T, wejście zegarowe oraz może e mieć 2 wejścia programujące Przerzutnik D ma wejście informacyjne D, wejście zegarowe, oraz może e mieć wejścia programujące

8 LICZNIKI Jest układem zbudowanym najczęś ęściej z równolegle lub szeregowo podłą łączonych przerzutników. Jego głównym g zadaniem jest zliczanie i pamiętanie liczby impulsów w podawanych na wejście zliczające ce

9 Liczniki - podział W zależno ności od kierunku zliczania wyróżniamy: Liczniki zliczające ce w przód po każdym impulsie wejściowym zwiększaj kszają liczbę pamiętan taną w liczniku o jeden Liczniki zliczające ce w tył zmniejszają wartość licznika o jeden Liczniki rewersyjne dają możliwo liwość wyboru kierunku zliczania W zależno ności od sposobu sterowania: Liczniki asynchroniczne poszczególne przerzutniki sterowane sąs wyjściami przerzutników w poprzedzających Liczniki synchroniczne przerzutniki zmieniają swój j stan jednocześnie nie z taktem zegarowym

10 Licznik synchroniczny

11 SUMATORY Cyfrowe układy kombinacyjne umożliwiaj liwiające operacje sumowania liczb binarnych lub dziesiętnych Kilka szeregowo lub równolegle r połą łączonych sumatorów w może dokonywać obliczeń na liczbach wielopozycyjnych

12 Podział sumatorów Sumatory szeregowe podczas każdej operacji dodają one dwa bity składnik adników w i jeden bit przeniesienia Sumatory równolegr wnoległe wielopozycyjne, składaj adające się z kilku sumatorów w jednobitowych. Dzielimy je na: Z przeniesieniami szeregowymi poszczególne pary bitów sumowane sąs za pomocą osobnych sumatorów, a przeniesienie wygenerowane na jednej pozycji przesyłane jest do sumatora pozycji następnej Z przeniesieniami równolegr wnoległymi wszystkie przeniesienia wytwarzane sąs jednocześnie nie na podstawie bitów sumowanych składnik adników w i przeniesienia początkowego

13 REJESTRY układ cyfrowy przeznaczony do krótkoterminowego przechowywania niewielkich ilości informacji Liczba bitów w informacji ( długod ugości rejestru) przechowywanej w rejestrze odpowiada liczbie zastosowanych przerzutników w (najczęś ęściej sąs to prz. synchr. Typu D) Występują w wielu układach związanych z techniką cyfrową i komputerową, między innymi są elementami mikroprocesora.

14 Podział rejestrów 1. Szeregowe (SISO) informacja jest wpisywana szeregowo do rejestru ( bit po bicie ) i tak samo wyprowadzana (tzw.rej.przesuwające) 2. Równoległe e (PIPO) informacja jest zapisywana równolegle ( całe e słowo s jest zapisywane jednocześnie) nie) i wyprowadzana równolegle r (tzw.rej. zatrzaskowe) 3. Równoległo-szeregowy (PISO) informacja jest wpisywana równolegle r i wyprowadzana szeregowo 4. Szeregowo-równoleg wnoległe e (SIPO) informacja wpisywana jest szeregowo i wyprowadzana równolegle S-serial I-input I P-parallel P O-OutputO Output Przykłą łądem wykorzystania konwersji mieszanych sąs magistrale szeregowe na płytach p głównychg

15 Rejestr szeregowy ( przesuwający ) Rejestr równoległy ( zatrzaskowy )

16 Rejestr równoległo - szeregowy Rejestr szeregowo - równoległy D

17 KODER Jest cyfrowym układem kombinacyjnym, którego zadaniem jest zamiana informacji z aktywnego wejścia ( najczęś ęściej liczbę w postaci dziesiętnej ) na postać binarną na wyjściu ( np.. BCD) Są stosowane w translatorach kodów w pomiędzy systemami UCY74147 C A B C D

18 Tabela układu

19 KOD BCD Kod dziesiętny zakodowany dwójkowo Każdej cyfrze dziesiętnej przyporządkowujemy czterocyfrową liczbę dwójkową 463(D)= (BCD)

20 DEKODER Jest układem działaj ającym odwrotnie niż koder tzn. sygnał z postaci binarnej (BCD) zamieniany jest na postać dziesiętn tną (D)

21 Tabela układu

22 MULTIPLEKSER Jest to układ kombinacyjny. Jest układem przełą łączającym cym sygnały cyfrowe ( komutacyjnym) Ma k-wejk wejść informacyjnych (x)(danych), n-wejść adresowych (a)(sterujących) ( zazwyczaj k=2n ) oraz 1 wyjście y Ma równier wnież wejście sterujące ( zwane strobującym - S)

23 Zastosowanie Multiplekser ma zadanie, w zależno ności od kodu wejścia, połą łączyć ten numer wejścia z wyjściem za pomocą wejścia adresowego W sieciach z wykorzystaniem światłowodu pozwala on na stworzenie wirtualnych kanałów w optycznych. Multipleksery pozwalają na wydzielanie okien optycznych z pary włókien w światłowodowych, co zapobiega układaniu dużej ilości kabli optycznych.

24 DEMULTIPLEKSER jest układem mającym jedno wejście x, n-wejść adresowych a oraz k wyjść ść,, a także e wejścia strobujące S. Pełni funkcję odwrotną do multipleksera. Demultiplekser łączy wejście z numerem wyjścia wskazanym przez wejście adresowe