Материал: Исследование узлов систем управления. лабораторный практикум. Герасимов М.И., Болдырев И.А

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

а)

б)

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2/3 T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/3 T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/3 T

C

 

 

 

 

2/3 T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1

любого состояния в любое: 0 1, 1 0, 0 0, 1 1. Конкретно зависимость текущего значения Q триггера от входных сигналов и своего прежнего состояния (отображенного в виде Q) описывается таблицей переходов (истинности) или/и таблицей возбуждений.

Студентам известны несколько типов триггеров (рис. 1.2). Среди синхронных триггеров, реагирующих на входные воздействия только при наличии некоторого синхросигнала, выделим тактируемые и загружаемые. Для тактируемых синхросигналом служит фронт или срез синхроимпульса C (clock), для загружаемых – активный уровень напряжения на входе L (latch, load). Кольцевые коммутаторы строят на тактируемых синхронных триггерах, используя как отдельные микросхемы DCили JK-триггеров, так и последовательностные микросхемы повышенной интеграции, созданные на основе

DCили T-триггеров (регистры сдвига и счетчики).

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТРИГГЕРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по способу приема информации

 

 

 

 

 

 

 

по логике работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Асинхронные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синхронные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JK

 

 

 

 

 

 

 

Управляемые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одноступен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уровнем (L)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чатые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комбинирован-

 

 

 

 

 

Управляемые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двухступен-

 

 

 

 

 

 

 

ные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переходом (С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чатые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Со сложной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

логикой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однотактные

 

 

 

 

 

 

Двухтактные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2

У DC-триггера прозрачный режим отсутствует, обновление хранимых данных происходит обычно путем считывания со входа D по фронту синхросигнала С (существуют и триггеры, тактируемые срезом С).

Триггеры типа JK 1 отличаются наличием четырех режимов: хранение, запись 0, запись 1, Т-режим. Практически все выпускаемые JK-триггеры обновляют хранимую информацию путем считывания со входов J и K по срезу синхросигнала С.

1 От Jerk – втолкнуть – и Kill – убить, забраковать.

12

Рассмотрим, например, схему на JK-триггерах (рис. 1.3), предназначенную для получения системы импульсов, приведенной на рис. 1.1, б. Если здесь не вводить корректирующий элемент DD3, а подключить K-вход DD1 к выходу В триггера DD2, то такой КК после включения питания начнет выдавать:

либо

А

 

С

 

В

 

то есть

А

В

С

 

0

0

 

 

0

 

 

0

0

1

 

1

0

 

 

0

 

 

1

0

1

 

1

1

 

 

0

 

 

1

0

0

 

1

1

 

 

1

 

 

1

1

0

 

0

1

 

 

1

 

 

0

1

0

 

0

0

 

 

1

 

 

0

1

1

 

0

0

 

 

0

,

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

то есть

 

 

 

либо

А

 

С

В

 

А

В

С

 

0

1

 

 

0

 

 

0

0

0

 

1

0

 

 

1

 

 

1

1

1

 

0

1

 

 

0

 

 

0

0

0

 

1

0

 

 

1

,

 

1

1

1

fти

 

 

 

 

 

 

 

B

 

DD1.1

A

DD1.2

 

DD2

 

DD3

 

 

 

J

TT

 

J

TT

J

TT

&

1

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

C

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

&

 

K

 

 

K

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.3

Таким образом, КК без коррекции делит fти либо на 6, либо на 2 – случайно, в зависимости от начальной установки. Работа

13

по второму варианту не дает трехфазной системы импульсов, поэтому обычно рекомендуется в начале работы обнулять триггеры по R-входу. Однако, если в дальнейшем (например, под действием помехи) КК попадет в ложное состояние, то его нормальное функционирование не восстановится. В схеме же, приведенной на рис. 1.3, любое из ложных состояний за один или два такта переходит в одно из заданных. Поскольку ложная последовательность 010-101 состоит из шести знаков, существует 6 вариантов схемы автоматического перехода в штатное состояние.

При использовании RSили JK-триггеров удобнее всего управлять только одним входом любого из них, запрещая в нужный момент прохождение на него импульса и таким образом задерживая этот триггер в прежнем состоянии. В результате за два такта возможно получение любого состояния, входящего в правильную последовательность, из состояний

010 или 101.

Например, на переходе с третьего триггера на первый возможно получить при J1 = 0 в состоянии 010 переход в 001, при К1 = 0 в состоянии 101 – переход в 110. Для реализации заданного перехода следует записать состояние выбранного входа при всех восьми возможных состояниях выходов и исправить единицу на ноль в одном из состояний, входящих в неправильную последовательность. Затем записывается формула связи, подлежащей коррекции, в полной дизъюнктивной форме и проводится ее упрощение. В формулу связи в качестве членов дизъюнкции входят конъюнкции состояний выходов триггеров, соответствующих единичному состоянию выбранного входа. При единичном состоянии выхода он записывается в прямой, а при нулевом – в инверсной форме.

Нетрудно проверить, что в любом состоянии правильной последовательности дополнительная логическая связь не влия-

ет на работу схемы: J1 Q3 . Кроме описанных способов исключения неправильной последовательности возможны и дру-

14

гие, например блокировка тактового сигнала на одном из триггеров и т.п. Выбор этих способов определяется простотой схемной реализации.

Еще один вариант кольцевого коммутатора (фазорасщепителя) на триггерах, но DC-типа, приведен на рис. 1.4. Как и предыдущая схема, этот КК обеспечивает самостоятельный переход из ложного состояния в одно из штатных максимум за два такта fти.

Нетрудно установить, что в обоих схемах триггеры образуют цепочку в виде регистра сдвига, охваченного инвертирующей обратной связью, и дополненную логическими узлами для вывода из ложных циклов. Отсюда естественно использовать для организации КК регистр сдвига в виде интегральной схемы, например, К555ИР8. Ее следует дополнить элементами для инвертирующей связи третьего выхода со входом и для получения неинвертированного сигнала В или С. Ввиду неопределенного состояния регистра при подаче питания и возможности сбоев во время работы следует предусмотреть логику вывода из ложных циклов, аналогичную приведенным выше.

a

 

S

T

D

 

C

 

a

 

R

 

fти

a

 

S

T

D

 

C

 

R

 

На входы а

&

подать лог.1

a

 

S

T

D

 

C

 

R

 

&

B

A

C

Рис. 1.4

15

Источник: https://studfile.net/preview/16565369/