но учитывать при анализе н синтезе некоторых специфичных проблем асинхронных схем.

Подробно процесс анализа и синтеза разбирается на конкретных схемах триггеров, поэтому дадим сейчас только краткое описание последовательности анализа.

1. По логической структуре схемы определяют алгебраическое выражение Y=f(X, у), которое так же, как в комбинационной логической схеме, выражает зависимость выходной функции У от входных переменных X, у.

2. Алгебраическое выражение вносят в карты Карно. Столбцы обозначают комбинациями переменных X, строчки обозначают комбинациями переменных у.

3. В карте функции К определяют устойчивые и- неустойчивые состояния. Для устойчивого состояния должно быть выполнено условие у=У, для неустойчивого состояния -уфУ. Устойчивые состояния обозначают кружком.

4. Устойчивые и неустойчивые состояния вносятся опять в карты Карно, причем устойчивое состояние обозначается кружком в соответствующем поле, а неустойчивому состоянию будут отвечать пустые поля. В каждом столбце карты стрелки обозначаются изменения переменных у, которые направлены от неустойчивых состояний к устойчивым. Из этой так называемой карты переходов можно определить все возможные критические и некритические последовательности внутренних переменных, а также временную диаграмму и диаграмму состояний арнализируемой схемы.

5. На основе карты переходов составляется так называемая , карта развития, в которой отдельные устойчивые состояния обозначаются иифрами в кружочках. Неустойчивые состояния обозначаются теми же цифрами, что и устойчивые состояния, к которым они стремятся.

Последовательность синтеза обратна представленной, но она более сложная, так как, в-отличие от анализа, результаты синтеза неоднозначны. В результате синтеза можно получить несколько схем с различной структурой, которые, однако, соответствуют заданным требованиям. Задачей, естественно, является получение как можно более простой схемы без критических функциональных состояний. На основе ясной словесной формулировки заданной проблемы или на основе временной диаграммы требуемой последовательностной функции составляется так называемая примитивная таблица развития, наглядно определяющая состояние схемы в зависимости от всех заданных комбинаций состояний входов и выходов. Она характеризуется тем, что в каждой ее строке может быть только одно устойчивое состояние.

Исключая избыточные устойчивые состояния и объединяя соответствующие строчки, получают сокращенную таблицу развития, в кахадой строке которой может быть несколько устойчивых состояний. Эта фаза синтеза очень важна, так как с уменьшением числа строк таблицы развития уменьшается и число пе-

тель обратной связи, что оказывает большое влияиие иа экономичность схемы. Как только получена сокращенная таблица развития, выбирается подходящий код внутренних переменных у, составляется карта функции У, а остальные действия противоположны производимым при анализе.

Основные триггеры памяти. Основные триггеры запоминания состоят из двух элементов типов: а) ИЛИ-НЕ; б) И-НЕ; в) И/ИЛИ-НЕ. Эти триггеры используются преимущественно для целей накопления, запоминания. С исторической точки зрения основным считается триггер ИЛИ-НЕ с двумя управляющими входами - и S.

Базовый iRS-триггер типа ИЛИ-НЕ. Как вытекает из схемы на рис. 6.5а, он состоит из двух элементов - ИЛИ-ИЕ, имеет два управляющих входа - Л я S - и два выхода - Qi и Qz. Таблица

Рис. 6.5. a) Запоминающий триггер ИЛИ-НЕ; б) условное обозначение; в) зависимость состояния выходов" от состояния входов в данное время t\ г) характеристическая таблица; д) таблица функционирования

на рис. 6.5в наглядно показывает зависимость состояния выходов . Qi h-q2 от состояния входов R и S в момент t. Наличие импульса интерпретируется как активный сигнал 1, отсутствие импульса - как сигнал 0. Из таблицы видно, что прн комбинациях R = \, S=l оба выхода имеют одинаковое значение Qi = q2=0, при всех остальных комбинациях значений Р и S выходы имеют дополняющие значения. Упрощенные описания принципа действия достигаются введением понятия «состояние Q триггера». Согласно принятым условиям триггер может находиться или в состоянии покоя Q = 0 (проще - в состоянии 0), или в активном состоянии 1 (состояние 1). Этому соответствуют и значение входов S(SET) и P(RESET), и способ их обозначения по отношению к выходам (см. рис. 6.5g). Под действием сигнала 1 на входе S триггер переходит в состояние Q=l, а под действием сигнала 1 на входе R триггер переходит в состояние покоя: Q = 0. Выход Q на рис. 6.5g - это так называемый нормальный выход, выход Q - дополняющий выход.

Поведение схемы под действием входных сигналов описывает характеристическая таблица iS-триггера на рис. 6.5г, которая имеет следующее значение:

а) Q+=Q. В момент t+ состояние триггера такое же, как предыдущее состояние в момент t. Если в момент t было состояние Q=l, то в следующий момент t+ состояние будет Q+=l. Точно так же при предыдущем состоянии Q = 0 последующее состояние Q+=0;

б) Q+=0. В момент t+ триггер всегда в состоянии 0. При этом не имеет значения, какое состояние было в предыдущий момент t;

в) Q+=l. В момент f+триггер всегда в состоянии 1. При этом безразлично, каково было его предыдущее состояние;

г) Q+=HO. Символ НО означает, что в представленной характеристической таблице состояние Q+ нельзя определить и что нужны дополнительные объяснения. Если же активные сигналы 1на входах lR и S перекрываются во времени, то, как это видно из таблицы на рис. 6.5в, некоторое время выходы не будут дополняющими. Но даже в этом случае, когда триггер находится в ненормальном, недопустимом состоянии, можно определить его результирующее состояние на основе того, на каком входе, R или S, по-

" явится потом изменение сигнала с 1 на 0. Следовательно, работу триггера можно определять и в этих ненормальных рабочих условиях, которые на практике не рекомендуются и обычно не ие-пользуются. Если триггер находится в этом состоянии, а на обоих входах - R м S появляются одновременные изменения сое-, тояния 1 на состояние О, то триггер произвольно переключится в состояние Q+=l или Q+=0, как это будет ясно из дальнейшего анализа. Для работы триггера на практике такие рабочие условия недопустимы.

Правильная работа триггера с исключением недопустимых состояний и изменений на входах R я S обеспечивается соответствующим программированием входов по таблице на рис. 6.5д. Необходимые значения сигналов на входах R я S для переключения триггера из состояния Q в состояние Q+ определяются по характеристической таблице следующим образом:

а) в момент t триггер находится в состоянии 0. Требуется, чтобы в момент t+ он был также в состоянии 0. Из характеристической таблицы видно, что состояние триггера ие меняется, если R,= = 0 и 5 = 0. Очевидно, и при R=l состояние триггера не изменится. .Таким образом, для входов справедливо, что S = 0, R = 0, причем 0 означает любое состояние, 1 или 0;

б) в момент t триггер находится в состоянии О, а в момент f+ он должен быть в состоянии 1. Согласно характеристической таблице для входов однозначно справедливо, что S=l и R = 0;

в) в момент t триггер находится в состоянии 1,а в момент t+ он должен быть в состоянии 0. Согласно характеристической таблице однозначно должно быть 5=0 и R=l;

г) в момент t триггер находится в состоянии 1, в момент t+-он должен быть в том же состоянии, 1. Если триггер должен остаться в состоянии 1, то не должно, естественно, измениться и 6* 163