Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Июня 2014 в 23:38, реферат
В ЭВМ, а также в других устройствах дискретной техники часто возникает необходимость в преобразовании n-разрядного двоичного кода в одноразрядный код с основанием Е=2n или обратного преобразования. Логические устройства, осуществляющие такие преобразования, называются соответственно дешифраторами и шифраторами. Ниже рассмотрим примеры построения шифраторов и дешифраторов на ПЭ (пороговые элементы) и ФН (формальные нейроны).
Максимальное быстродействие триггера на рисунке 2-5 в счётном режиме равно: . Для установки триггера в состояние 0 или 1 достаточно на соответствующий вход подать положительный импульс с длительностью , то есть R- и S- входы триггера работают по асинхронному принципу.
На рисунке 2-6 показан ведущий-ведомый (Master-Slave) D-триггер (далее будем называть MSD-триггером) с пара фазным входом и временная диаграмма его работы. При поступлении синхроимпульса его положительный перепад записывает информацию D в ведущем нейроне Нм, при этом состояние ведомого нейрона остаётся прежним. Отрицательный перепад синхроимпульса, состояние ведущего нейрона записывает в ведомом нейроне Нs. Как видно, информация на выходе этого триггера появляется с задержкой, равной длительности синхроимпульса. Поэтому этот триггер иногда называют также задержанным D-триггером в отличие от простого D-триггера.
Как известно, универсальным типом триггера является JK-триггер, который может работать как в режиме синхронного RS-триггера, так и в режиме Т-триггера и MSD-триггера. Рассмотренный на рисунке 2-4 Т-триггер можно превратить в JK-триггер, если на управляющие входы y1 и y2 подать сигналы J и K соответственно, а на вход Т подать синхроимпульсы. Если же на вход у1 подать сигнал D, а на вход y2 - сигнал , то этот триггер превратится в MSD-триггер с парафазным входом.
На рисунке 2-7 приведена схема JK-триггера на ИЛИ – нейронах. Хотя в схеме используются прямое и инверсное значения тактирующего сигнала, но соревнование (гонка) сигналов полностью отсутствует. При J=K=1 тактирующий сигнал не влияет на триггер. Если J=K=0 или эти входы объединены с входом , то триггер работает в счётном режиме, то есть превращается в Т-триггер. В остальных случаях тактирующий сигнал записывает входную информацию в триггер, причём снова верхний нейрон является ведущим, а нижний - ведомым.
Рассмотрим работу приведённого JK-триггера. В исходном состоянии отсутствует тактирующий сигнал, то есть C=0, а . При этом триггер может находиться либо в состоянии 0, либо в 1. Оба эти состояния триггера устойчивые. Действительно, допустим триггер находится в состоянии 0. Это означает, что Q=Q’=0. Нм не возбуждён, так как в нём возбуждены один положительный и один отрицательный входы, сумма весов которых меньше порога (+1). Следовательно, состояние Нм устойчивое. В Нs возбуждён отрицательный вход, связанный с . Поэтому состояние Нs также устойчивое.
Аналогичным образом устойчиво также единичное состояние триггера, когда Q=Q’=1, благодаря обратным связям с прямых выходов нейронов к своим же положительным входам.
При отсутствии тактирующего сигнала (С=0) изменение информации на входах J и K не влияет на триггер. Допустим триггер находится в состоянии 0 и J=1, K=0. Пока С=0, то есть , сигнала J не действует на положительный вход Нм, связанный с элементом ИЛИ, остаётся возбуждённым, так как J=1, а тормозящий вход гасится, так как К=0. В результате Нм возбуждается, то есть Q’=1. Этот сигнал не может возбуждать Нs пока С=1. При снятии тактирующего сигнала высокий потенциал выхода Q’ поддерживает Нм в возбуждённом состоянии и одновременно возбуждает Нs, то есть получается Q=1.
Таким образом, положительный перепад тактирующего сигнала переключает Нм, а отрицательный перепад – Hs. В итоге после одного тактирующего импульса триггер переключается из состояния 0 в состояние 1.
В этом состоянии, когда Q=1, J=1, K=0, при повторном поступлении тактирующего сигнала состояние Нм, следовательно, и состояние всего триггера не изменится, так как при С=1, оба входа Нм остаются возбуждёнными, причём положительный вход от сигнала J, отрицательный вход от сигнала Q.
При соединении входов J и K с входом или при подаче на входы J и K постоянного низкого потенциала (J=K=0) триггер изменяет своё состояние на противоположное при каждом поступлении тактирующего сигнала С, то есть превратиться в Т-триггер.
Работу описанного JK-триггера можно выразить следующим образом:
, где Q(t) – состояние триггера в момент t.
Если на входы J и K триггера подавать инверсные значения сигналов, то триггер будет работать аналогичным образом. Для перехода в счётный режим необходимо на эти входы подавать сигнал 1 или объединить их со сходом С.
На рисунке 2-8 показан вариант JK-триггера, где используются однополярные тактирующие сигналы C и все выходы работают по позитивной логике.
Можно привести множество других вариантов триггеров, построенных на ПЭ и ФН различных типов.