CIT Klopné obvody

1. www.leosjuranek.cz/cit CITKlopné 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: 3.2009

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

5. Nová kapitola Klopné obvody Next: Funkce KO 5

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. Symboly Next: Dělení KO podle funkce 7

8. 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. 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. Přehled typů KO 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. R-S KO hladinový • Funkce • Vstup S nastaví výstupQ na 1. • Vstup R nastaví výstupQ na 0. • Jinak zůstává původní stav výstupu. • Pravdivostní tabulka 13 Next: Časový diagram

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

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

18. R-S KO s povolovacím vstupem Pravdivostní tabulka 18 Next: Diagram stavů

19. Diagram stavů 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. 21 Next: Schéma

22. 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. D KO s povolovacím vstupem • Funkce • Je-li vstup C=0 KO si pamatujeminulý stav • Je-li vstup C=1 KO přenáší hodnotu vstupu na výstup • Pravdivostní tabulka 23 Next: Časový diagram

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

25. Diagram stavů • 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 dvoufázovýzpožďuje informaci ze vstupu na výstup o jeden takt 26 Next: Časový diagram

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

28. 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 Qmna výstup Qs • Pravdivostní tabulka 28 Next: Časový diagram

29. Časový diagram D KO dvoufázový

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

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

32. D KO derivační • Funkce • Vstup D se přenese na výstup Q pouze v okamžiku nástupné hrany signálu CLK. • Jinak je KO uzavřen • Pravdivostní tabulka 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. J-K KO derivační • Vstupy a výstupy • J (SET) • K (RESET) • CLK – clock(synchronizační vstup) • Q - výstup 35 Next: Funkce J-K

36. 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. J-K KO derivační Pravdivostní tabulka 37 Next: Stavový diagram J-K

38. 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 • 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. 40 Next: Popis T

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

42. T KO derivační • Funkce • Je-li T=1výstup Q se invertuje v době nástupné hrany signálu CLK. • Jinak je KO uzavřen a na výstupu je minulý stav. • Pravdivostní tabulka 42 Next: Časový diagram T

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

44. Časový diagram T KO derivační 44 Next: Shrnutí KO

45. Shrnutí klopných obvodů 45 Next: Dělení KO podle počtu stabilních stavů

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

47. 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. 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. Dělení KO podle počtu stabilních stavů • Astabilní klopný obvod • Nemá žádný stabilní stav. • Neustále se překlápí mezi dvěmanestabilními 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