przerzutniki technika cyfrowa - fpga.agh.edu.pl · • przerzutnik rs • przerzutnik d •...

PrzerzutnikiPrzerzutniki

Technika cyfrowaTechnika cyfrowa

ZagadnieniaZagadnienia

• Informacje podstawowe• Parametry przerzutników• Przerzutnik RS• Przerzutnik D• Przerzutnik T• Przerzutnik JK• Przerzutnik JK-MS• Dwójka licząca• Konwersja przerzutników• Przerzutniki asynchroniczne

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Układy sekwencyjne to takie układy, w których niektóre wejścia są sterowane przez wyjścia układu (zawierają sprzężenie zwrotne ). Układy sekwencyjne muszą zawierać elementy pamiętające stan w jakim znajduje się układ

Przykład. Proste elementy pamiętające

DATA

LD’

Cwiczenie. Rozważyć przebiegi sygnałów w układzie przestawionym poniżej.A B

C

Sprzężenie zwrotne może prowadzić do sytuacji w której układ nie znajduje się w stabilnym stanie.

Układy sekwencyjneUkłady sekwencyjne

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Symbol graficzny przerzutnikaSymbol graficzny przerzutnika

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Specjalne wejścia przerzutnikówSpecjalne wejścia przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

• EN (enable), G (gate) , STB (strobe), LE (latch enable) – wejście bramkujące przerzutnik

• CE (clock enable) – wejście blokujące sygnał zegarowy

• PRE (preset), AS (asynchronous set) – asynchroniczne wejście ustawiające przerzutnik

• CLR (clear), AR (asynchronous reset) – asynchroniczne wejście kasujące przerzutnik

• S (set), SET, SS (synchronous set) – synchroniczne wejście ustawiające przerzutnik

• R (reset), RES, SR (synchronous reset) – synchroniczne wejście kasujące przerzutnik

• OE (output enable) – wejście blokujące wyjście przerzutnika

Sposoby opisywania przerzutnikówSposoby opisywania przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Tabela wzbudzeńTabela wzbudzeńGrafGraf

Tabela prawdyTabela prawdy Tabela przejśćTabela przejść

Wejścia Wyjścia

Wyjścia

Poprzedni s wyjść

tan Wejścia

WejściaWyjścia(t-1) (t)

0 1

We

We

We We

Parametry statyczne przerzutnikówParametry statyczne przerzutników

Przerzutnik

VCC ICC IGND

VIH VIL

IIH IIL

VOH VOL

IOH IOL

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Parametry dynamiczne przerzutnikówParametry dynamiczne przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Zasady definiowania parametrów dynamicznych

• tw – minimalny czas trwania aktywnego poziomu sygnału

• twL, twH – minimalne czasy trwania poziomu poprzedzającego lub następującego po zboczu sygnału

• tTLH, tTHL – czas trwania aktywnego zbocza (narastającego lub opadającego)

Parametry dynamiczne przerzutnikówParametry dynamiczne przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

• ts (tsL, tsH)– czas ustalenia (wyprzedzenia) • th (ttL, ttH)– czas utrzymania (podtrzymania)

• fmax – maksymalna częstotliwość przebiegu zegarowego• tm – czas martwy

Parametry dynamiczne przerzutnikówParametry dynamiczne przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

• tpLH, tpHL – czasy propagacji od wejścia zegarowego lub wejść programujących

tp = (tpLH+ tpHL)/2

Przerzutnik RSPrzerzutnik RS

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

S•R = 0

Przerzutnik RSPrzerzutnik RS

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

SvR = 1

--

Zatrzask RSZatrzask RS

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

C

Zatrzask DZatrzask D

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

C

C C

11 101 010 100 0DQn-1 Qn

Przerzutnik DPrzerzutnik D

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Przerzutnik TPrzerzutnik T

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

01 111 010 100 0TQn-1 Qn

Qn-11Qn-10QnT

Przerzutnik JKPrzerzutnik JK

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

X

Przerzutnik JKPrzerzutnik JK--MSMS

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Dwójka liczącaDwójka licząca

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

Konwersja przerzutnikówKonwersja przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

J

K Q

Q

X Q Clk Y Q’

Dodatkowy

Układ kombinacyjny

A

B

Clk

Q

Q’

Generalna zasada: Przekształcenie przerzutnika ZY na AB

Ćwiczenie 1. Dokonać przekształcenia przerzutnika D na przerzutnik JK

Przekształcanie przerzutnikówPrzekształcanie przerzutników

Przerzutniki asynchronicznePrzerzutniki asynchroniczne

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

J

K Q

QT

TTT

Problemy dynamiczne przerzutnikówProblemy dynamiczne przerzutników

Katedra Elektroniki AGHKatedra Elektroniki AGH

• wyścigi logiczne

• metastabilność

Problemy dynamiczne przerzutnikówProblemy dynamiczne przerzutników