Www.leosjuranek.cz/cit CIT Klopné obvody Díl VII.

Prezentace na téma: "Www.leosjuranek.cz/cit CIT Klopné obvody Díl VII."— Transkript prezentace:

1 CIT Klopné obvody Díl VII

2 Číslicová technika Téma: Klopné obvody Předmět: CIT Ročník: 2
Autor: Juránek Leoš Ing. Škola: SŠE Frenštát p.R. Počet: 36 snímků Verze:

3 Obsah „Klopné obvody“ Funkce klopného obvodu Dělení klopných obvodů
Klopný obvod R-S Klopný obvod R-S s povolovacím vstupem Klopný obvod D s povolovacím vstupem Klopný obvod D dvoufázový Klopný obvod D derivační Klopný obvod J-K derivační Klopný obvod T derivační Přehled klopných obvodů Bistabilní, monostabilní, astabilní

4  Pojmy k zapamatování Klopný obvod bistabilní, monostabilní, astabilní. Typ KO RS, D,T,JK. Řízení KO hladinové, dvojčinný, derivační.

5 Nová kapitola Klopné obvody 5 Next: Funkce KO

6 Funkce klopného obvodu
Klopný obvod je základní paměťový prvek Úkolem klopného obvodu je zaznamenat přítomnost přechodné informace i tehdy, když tato informace zmizí. 6 Next: Symboly

7 Next: Dělení KO podle funkce
Symboly Symbol Význam X Libovolná hodnota (0,1), výsledek nezávisí na daném vstupu ? Nedefinovaný stav výstupu Náběžná hrana (log0log1) Sestupná hrana (log1log0) Pulz (log0log1log0) Qt Stav signálu v čase t Qt+1 Stav signálu v čase t+1 v budoucnosti 7 Next: Dělení KO podle funkce

8 Next: Dělení podle způsobu řízení
Dělení KO podle funkce Klopný obvod R-S Klopný obvod D Klopný obvod J-K Klopný obvod T 8 Next: Dělení podle způsobu řízení

9 Dělení KO podle způsobu řízení
Asynchronní , hladinové (Latch) Vstupní signály ovlivňují stav KO přímo S povolovacím vstupem - vstupní signály ovlivňují stav KO jen když je povolovací vstup aktivní 9 Next: Vznik sekvenčního obvodu

10 Next: Vznik sekvenčního obvodu
Dělení KO podle způsobu řízení Synchronní (Flip-Flop) Ovládané hodinovým signálem, obvod mění stav pokud je aktivní hodinový signál. Dvoufázové (Master-Slave) Derivační (Edge-Trigerred) 10 Next: Vznik sekvenčního obvodu

11 Hladinový s povolovacím vstupem
Přehled typů KO Typ Hladinový Hladinový s povolovacím vstupem Dvojčinný Derivační R-S X D J-K T Next: R-S KO hladinový

12 R-S KO hladinový Vstupy a výstupy R – reset (nulovací vstup)
S – set (nastavovací vstup) Q - výstup 12 Next: Funkce-PT

13 Funkce Pravdivostní tabulka Vstup S nastaví výstup Q na 1.
R-S KO hladinový Funkce Vstup S nastaví výstup Q na 1. Vstup R nastaví výstup Q na 0. Jinak zůstává původní stav výstupu. Pravdivostní tabulka Stav S R Qt+1 funkce 1 Qt HOLD 2 RESET 3 SET 4 ? 13 Next: Časový diagram

14 Časový diagram R-S KO hladinový 14 Next: Diagram stavů

15 Next: RS KO hladinový s povolovacím vstupem
Diagram stavů R-S KO hladinový R=1,S=0 R=0,S=0 R=0,S=1 R=0,S=0 R=0,S=1 Q=0 Q=1 R=1,S=0 15 Next: RS KO hladinový s povolovacím vstupem

16 R-S KO s povolovacím vstupem
Vstupy a výstupy R – reset (nulovací vstup) S – set (nastavovací vstup) C – control (povolovací vstup) Q - výstup 16 Next: Funkce

17 Next: Pravdivostní tabulka
R-S KO s povolovacím vstupem Funkce Všechny vstupy jsou aktivní pouze je-li vstup C=1. Vstup S nastaví výstup Q na 1. Vstup R nastaví výstup Q na 0. Jinak zůstává původní stav výstupu. 17 Next: Pravdivostní tabulka

18 Pravdivostní tabulka C S R Qt+1 X Qt ? 18 1 2 3 4 5
R-S KO s povolovacím vstupem Pravdivostní tabulka n C S R Qt+1 funkce 1 X Qt HOLD 2 3 RESET 4 SET 5 ? 18 Next: Diagram stavů

19 Diagram stavů C=0,R=X,S=X C=0,R=X,S=X C=1,R=0,S=0 C=1,R=0,S=1
R-S KO s povolovacím vstupem C=0,R=X,S=X C=1,R=0,S=0 C=1,R=1,S=0 C=0,R=X,S=X C=1,R=0,S=0 C=1,R=0,S=1 C=1,R=0,S=1 Q=0 Q=1 C=1,R=1,S=0 19 Next: Časový diagram

20 Časový diagram R-S KO s povolovacím vstupem 20 Next: Časový diagram

21 D KO s povolovacím vstupem
Používá se jako paměť D KO odstraňuje neurčitý stav při R=1 a S=1 klopného obvodu R-S. Na R vstup se přivede invertovaný signál S. S R Qt+1 funkce Qt HOLD 1 RESET SET ? 21 Next: Schéma

22 Next: Funkce a pravdivostní tabulka
D KO s povolovacím vstupem = Vstupy a výstupy D – delay (řídící vstup) C – control (povolovací vstup) Q - výstup 22 Next: Funkce a pravdivostní tabulka

23 Funkce Pravdivostní tabulka Je-li vstup C=0 KO si pamatuje minulý stav
D KO s povolovacím vstupem Funkce Je-li vstup C=0 KO si pamatuje minulý stav Je-li vstup C=1 KO přenáší hodnotu vstupu na výstup Pravdivostní tabulka n C D Qt+1 funkce 1 X Qt HOLD 2 STORE 0 3 STORE 1 23 Next: Časový diagram

24 Časový diagram D KO s povolovacím vstupem 24 Next: Diagram stavů

25 Diagram stavů C=0,D=X C=0,D=X C=1,D=0 C=1,D=1 C=1,D=1 Q=0 Q=1 C=1,D=0
D KO s povolovacím vstupem C=0,D=X C=1,D=0 C=0,D=X C=1,D=1 C=1,D=1 Q=0 Q=1 C=1,D=0 25 Next: Časový diagram

26 D KO dvoufázový D KO dvoufázový zpožďuje informaci ze vstupu na výstup o jeden takt 26 Next: Časový diagram

27 = Vstupy a výstupy D – delay (řídící vstup)
D KO dvoufázový = Vstupy a výstupy D – delay (řídící vstup) CLK – clock (synchronizační vstup) Q - výstup 27 Next: Časový diagram

28 Funkce Pravdivostní tabulka
D KO dvoufázový Funkce V první periodě synch.signálu se přenese vstup D na výstup prvního KO Qm V druhé periodě synch.signálu se přenese výstup Qm na výstup Qs Pravdivostní tabulka Stav C D Qt+1 funkce 1 X Qt HOLD 2 STORE 0 3 STORE 1 28 Next: Časový diagram

29 Časový diagram D KO dvoufázový

30 D KO derivační Vstup se přenese na výstup pouze v době náběžné hrany na vstupu CLK, jinak si pamatuje minulý stav. 30 Next: Princip

31 = Vstupy a výstupy D – delay (řídící vstup)
D KO derivační = Vstupy a výstupy D – delay (řídící vstup) CLK – clock (synchronizační vstup) Q - výstup 31 Next: Funkce

32 Funkce Pravdivostní tabulka
D KO derivační Funkce Vstup D se přenese na výstup Q pouze v okamžiku nástupné hrany signálu CLK. Jinak je KO uzavřen Pravdivostní tabulka Stav CLK D Qt+1 funkce 1 0/1 X Qt HOLD 2 STORE 0 3 STORE 1 32 Next: Časový diagram

33 Časový diagram D KO derivační Next: Princip J-K

34 J-K KO derivační Pokud je na obou vstupech 1, tak se překlopí.
Výstup se změní pouze v době náběžné hrany na vstupu CLK (podle hodnot na vstupech), jinak si pamatuje minulý stav. 34 Next: Popis J-K

35 Vstupy a výstupy J (SET) K (RESET) CLK – clock (synchronizační vstup)
J-K KO derivační Vstupy a výstupy J (SET) K (RESET) CLK – clock (synchronizační vstup) Q - výstup 35 Next: Funkce J-K

36 Next: Pravdivostní tabulka J-K
J-K KO derivační Funkce Výstup Q se mění pouze v okamžiku nástupné hrany signálu CLK podle hodnot na vstupu J a vstupu K. Funkce KO je stejná jako R-S, ale pokud jsou na obou vstupech 1, KO se překlopí (TOGGLE). Jinak je KO uzavřen a pamatuje si minulý stav. 36 Next: Pravdivostní tabulka J-K

37 Next: Stavový diagram J-K
J-K KO derivační Pravdivostní tabulka Stav CLK J K Qt+1 funkce 1 0/1 X Qt HOLD 2 3 RESET 4 SET 5 TOGGLE 37 Next: Stavový diagram J-K

38 Next: Časový diagram J-K
Diagram stavů J-K KO derivační K=0,J=1 K=1,J=1 K=1,J=0 K=0,J=0 K=0,J=1 K=0,J=0 Q=0 Q=1 K=1,J=0 K=1,J=1 38 Next: Časový diagram J-K

39 Časový diagram J-K KO derivační 39 Next: Princip T

40 T KO derivační Qt 1 Pokud je na vstupu 1, tak se překlopí.
Výstup se změní pouze v době náběžné hrany na vstupu CLK (podle hodnot na vstupech), jinak si pamatuje minulý stav. Změna může proběhnout jen v krátkém čase, jinak se KO rozkmitá. J K Qt+1 funkce Qt HOLD 1 RESET SET TOGGLE 40 Next: Popis T

41 = Vstupy a výstupy T – toggle (řídící vstup)
T KO derivační = Vstupy a výstupy T – toggle (řídící vstup) CLK – clock (synchronizační vstup) Q - výstup 41 Next: Funkce T

42 Funkce Pravdivostní tabulka
T KO derivační Funkce Je-li T=1 výstup Q se invertuje v době nástupné hrany signálu CLK. Jinak je KO uzavřen a na výstupu je minulý stav. Pravdivostní tabulka Stav CLK T Qt+1 funkce 1 0/1 X Qt HOLD 2 3 TOGGLE 42 Next: Časový diagram T

43 Diagram stavů T=1 T=0 T=0 T=1 Q=0 Q=1 43 T KO derivační
Next: Časový diagram T

44 Časový diagram T KO derivační 44 Next: Shrnutí KO

45 Shrnutí klopných obvodů
R-S S R Qt+1 funkce Qt HOLD 1 RESET SET ? D Qt+1 funkce STORE 0 1 STORE 1 J-K J K Qt+1 funkce Qt HOLD 1 RESET SET TOGGLE T Qt+1 funkce Qt HOLD 1 TOGGLE 45 Next: Dělení KO podle počtu stabilních stavů

46 Dělení KO podle počtu stabilních stavů
Bistabilní Monostabilní Astabilní 46 Next: Bistabilní

47 Bistabilní klopný obvod
Dělení KO podle počtu stabilních stavů Bistabilní klopný obvod Má dva stabilní stavy, mezi kterými je možno jej libovolně přepínat Používá se jako paměťový prvek 47 Next: Monostabilní

48 Monostabilní klopný obvod
Dělení KO podle počtu stabilních stavů Monostabilní klopný obvod Má jeden stabilní stav. Při přepnutí do nestabilního stavu se překlopí zpět do stabilního stavu. Po určitém čase. Používá se jako zpožďovací prvek. 48 Next: Astabilní

49 Astabilní klopný obvod
Dělení KO podle počtu stabilních stavů Astabilní klopný obvod Nemá žádný stabilní stav. Neustále se překlápí mezi dvěma nestabilními stavy. Používá se jako generátor impulzů. 49 Next: KO z řady 7474

50 Klopné obvody z řady 74XX 7474 D KO řízený náběžnou hranou (der.)
Dvojice klopných obvodů D Obvod má synchronní a asynchronní vstupy 50 Next: 7474-vývody

51 Next: synch. a asynch.vstupy
7474 Povolovací vstup CLK – CLocK (synchronizační vstup) Synchronní vstup D – Delay(řídící vstup) Asynchronní vstup PRE – PREset (nastavení) CLR – CLeaR (nulování) 51 Next: synch. a asynch.vstupy

52 Next: Pravdivostní tabulka
7474 Synchronní vstup Nastavuje KO jen v okamžiku nástupné hrany Asynchronní vstup Působí okamžitě, nezávisle na synchronizačním vstupu CLK 52 Next: Pravdivostní tabulka

53 Pravdivostní tabulka Qt D PRE CLR CLK Qt+1 1 X PRESET 2 3 1/0/ HOLD 4
7474 Pravdivostní tabulka Stav PRE CLR CLK D Qt+1 funkce 1 X PRESET 2 3 1/0/ Qt HOLD 4 STORE0 5 STORE1 53 Next: 7473

54 7473 J-K KO řízený sestupnou hranou (der.) Dvojice klopných obvodů J-K
Obvod má synchronní a asynchronní vstupy 54 Next: 7473-vývody

55 Next: Pravdivostní tabulka
7473 Povolovací vstup CLK – CLocK (synchronizační vstup) Synchronní vstup J – Jack(řídící vstup) K – Kilby (řídící vstup) Asynchronní vstup CLR – CLeaR (nulování) 55 Next: Pravdivostní tabulka

56 Pravdivostní tabulka Qt J K CLR CLK Qt+1 1 X RESET 2 1/0/ HOLD 3 4 5
7473 Pravdivostní tabulka Stav CLR CLK J K Qt+1 funkce 1 X RESET 2 1/0/ Qt HOLD 3 4 5 SET 6 TOGGLE 56 Next: Konec

57 Konec

58

59

60 D KO povolovací vstup

61 D KO dvojčinný

62 D KO derivační

63 J-K KO derivační

64 T KO derivační