10. Digitális tároló áramkörök

Átírás

1 1 10. Digitális tároló áramkörök Azokat a digitális áramköröket, amelyek a bemeneteiken megjelenő változást azonnal érvényesítik a kimeneteiken, kombinációs áramköröknek nevezik. Ide tartoznak az inverterek és a kapu áramkörök. A digitális technikában szükség van olyan további áramkörökre, amelyek az időt, mint további paramétert is figyelembe veszik, azaz tárolnak is. Ezeket az áramköröket szekvenciális áramköröknek nevezik. A szekvenciális áramkörök kombinációs áramköri elemekből építhetők fel A tárolók alapkapcsolása. Az R-S tároló Az alábbi ábrán két NOR-kapu van egymásba visszacsatolva. Az áramkör egy tárolót alkot. Az S bement a beíró bemenet (SET), míg az R bemenet törli a tárolót (RESET). A kiment állapota az alábbi igazságtáblázatban látható. S R n 0 0 n 1 tárol beír töröl 1 1 nem értelmes Aszinkron vezérelt R-S típusú tároló Az R-S tárolónak mindig kivezetik egy másik kimenti pontját is, ahol a értékének negáltja jelenik meg. Az R-S tároló rajzjele:

2 Szinkron vezérelt R-S típusú tároló Gyakran szükség van arra, hogy a beírást vagy törlést egy órajelhez lehessen szinkronizálni. Az aszinkron R-S tároló bemeneteit ÉS kapukkal kiegészítve alakítják ki az óra bementet (Clock). S R C n x x n értelmetlen 10.2 Szinkron vezérelt D (DATA) típusú tároló Sok esetben nem szükséges a tárolót külön törölni. Ilyenkor R és S együtt vezérelhető ellenkező logikai értékkel. D C n x - n

3 Impulzus vezérelt T típusú tároló A tárolók igen fontos családjának csak egy bemente van, amelyre érkező impulzus az aktuális kimeneti értéket mindig ellenkező logikai értékre váltja. C n - n n 1 A tároló bementére vissza kell vezetni a kimenet aktuális állapotát ahhoz, hogy az érkező impulzus annak ellenkezőjét állíthassa be. A hazárd elkerülése érdekében a kimenet értékének visszajutását az impulzus időtartalmánál nagyobb ideig késleltetni kell, hogy hatása csak a következő impulzusnál érvényesüljön. A helyes időzítés: t > T A t késleltetés RC taggal valósítható meg J-K típusú tároló A hazárd elkerülését szolgáló RC-tag megvalósítása az integrált áramköri technikával nem lehetséges, ezért a Mester-Szolga (Master-Slave) megoldást alkalmazzák. Ez az egyik legelterjedtebb tároló. A C óraimpulzus felfutó éle az első tároló kapuit megnyitja, de a második tároló bemeneteit éppen lezárja. hatására az első tároló kimente felveszi az új értéket, de a második kimenetén még nem jelenik ez meg.

4 4 A C óraimpulzus lefutó éle miközben az első tároló kapuit lezárja a második tároló kapuit megnyitja, és az első tároló kimentéről átíródik az új érték a második tároló kimentére. Csak ekkor jut a visszacsatolásokon vissza az eredmény a bementre, de ekkor már saját C impulzusát lekéste. Ezzel a hazárd elkerülhető. J K C n üzemmód x x R-S üzem T üzem A TEXAS cég J-K tárolója további R-S bementekkel bír, amelyeken keresztül a kimenet közvetlenül vezérelhető a J, K és C bementek megkerülésével. Kapcsolási rajza és a lábbekötési elrendezése az alábbi ábrákon látható: Típus: SN7476

5 Tárolók vezérlés módjai A C óraimpulzus más-más része vezérelheti a tárolót. Ennek alapján megkülönböztethetők: Szint-vezérlés felfutóél-vezérlés lefutóél-vezérlés impulzus-vezérlés Az egyes vezérléseket a rajzjelek is tükrözik. Szint-vezérelt: az a tároló, amelynél az óraimpulzus teljes ideje alatt változhat a tároló kimenti értéke. Felfutóél- és lefutóél-vezérelt: az a tároló, amelynél a tároló változása csak az óraimpuzus felfutó- vagy lefutó éle alatt változhat. felfutó vagy pozitív él lefutó vagy negatív él Impulzus-vezérelt: az a tároló, amely kimenti értékének változása csak egy teljes impulzus lefolyása után következik be Bináris számláló A J-K tárolókból bináris számláló állítható össze. Ilyenkor T-tároló üzemben dolgozik (J és K fix logikai 1 értéket kap). A tárolók kimenetei a kettes számrendszer helyértékeit képviselik.

6 6 Ütem-diagramja: 10.7 Léptető (Shift) regiszter A J-K tárolók szinkron R-S tárolóként működnek: A shift-regiszterek leggyakoribb alkalmazási területe: párhuzamos-soros átalakító: az S-bementeken keresztül párhuzamosan (egyidejűleg) beírható egy kódszó, amely az órajellel kiléptethető a regiszterből.

7 7 soros-párhuzamos átalakító: a D bementen keresztül, az órajellel bitenként beléptethető egy kódszó, amely párhuzamosan kiolvasható a kimenteken. Példa egy ütemdiagramra: Az alábbi ábrán a TEXAS gyártmányú, SN7495 típusú, 4 bites, jobbra/balra lépető regiszter bekötési rajza látható: