Transcript 6. kapitola - KLOPNÝ OBVOD MASTER
Slide 1
Název projektu:
Číslo projektu:
Číslo materiálu:
Předmět:
Ročník:
Tematický celek:
Moderní výuka s využitím ICT
CZ.1.07/1.5.00/34.0734
VY_2_INOVACE_CT-3-06-1Bc
Číslicová technika
3.
Sekvenční obvody
Klopný obvod MASTER-SLAVE
Autor: Ing. Pavel Bachura
Datum tvorby: 10.12.2012
Slide 2
Obsah tematického celku
1) Klopný obvod MASTER-SLAVE - úvod
2) Klopný obvod RST - opakování
3) Klopný obvod RST – shrnutí
4) Klopný obvod MASTER-SLAVE
Slide 3
Klíčová slova
•
•
•
•
•
•
Sekvenční obvod
Klopný obvod RST
Klopný obvod MASTER-SLAVE
Statický vstup T
Dynamický vstup T
Paměťový stav
Slide 4
Klopný obvod MASTER - SLAVE - úvod
Klopný obvod MASTER - SLAVE, jinak také dvojčinný klopný obvod RST, je
složen ze dvou klopných obvodů RST a invertoru (hradla NOT).
Abychom pochopili jeho funkci, bude dobré si nejdříve zopakovat funkci
klopného obvodu RST.
Slide 5
Klopný obvod RST - opakování
01
01
01
01
01
T
0
1
1
1
1
S
X
0
0
1
1
R
X
0
1
0
1
Q
t 1
Q
t
Q
t
0
1
1
Q
t 1
t
Q
t
Q
1
0
1
ZS
Je-li na vstupu T log. 0, klopný obvod RST je tzv. zamrazen, tzn. změny log. stavů
na vstupech R, S nijak neovlivní kombinaci log. stavů na výstupech
Není-li obvod zamrazen (lod. 1 na vsupu T) a není-li v paměťovém stavu, pak
logické úrovně ze vstupů S, R jsou beze změn přeneseny na výstupy.
Zakázaný stav je tím pádem popsán samými jedničkami.
Slide 6
Klopný obvod RST - opakování
1
01
1
1?0
?
0?1
T
0
1
1
1
1
S
X
0
0
1
1
R
X
0
1
0
1
Q
t 1
Q
t
Q
t
0
1
1
Q
t 1
t
Q
t
Q
1
0
1
ZS
Ještě připomeneme jednu důležitou skutečnost.
Přejde-li obvod ze zakázaného stavu do paměťovém nebo zamrazeného stavu,
pak se na každém výstupu nastaví vždy jiná log. úroveň (1, 0 nebo 0, 1), ale nikdo
předem neví jak. Jedná se o tzv. hazardní stav.
Slide 7
Klopný obvod RST - shrnutí
=
Klopný obvod RST má svou schematickou značku.
Je nutné si ji dobře zapamatovat, budeme ji dále používat.
Slide 8
Klopný obvod MASTER - SLAVE
MASTER
SLAVE
Klopný obvod MASTER – SLAVE má svůj název odvozen od názvů jednočinných
klopný obvod RST, ze kterých je složen.
MASTER – pán (otroka)
– určuje, co bude SLAVE (otrok) na výstupech zobrazovat.
Slide 9
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
0
MASTER
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1
▲
0
VNITŘNÍ
PAMĚŤ
▼
0
SLAVE
Z
A
M
R
A
Z
E
N
1?0
0?1
Funkci klopného obvodu MASTER – SLAVE budeme zkoumat vždy ze stejného
výchozího stavu - logická 1 na vstupu T => MASTER je rozmrazen
a SLAVE logická 0 na vstupu T (za invertorem) zamrazen.
Na vstup S přivedeme např. log. 1 a na vstup R log. 0.
Tyto logické stavy se ihned přenesou na výstupy rozmrazeného klopného obvodu
MASTER, tedy do tzv. „vnitřní paměti“ klopného obvodu MASTER – SLAVE.
Dál se ale přes zamrazený SLAVE nedostanou, na výstupech tedy budou nějaké
rozdílné logické stavy zapamatované z předchozího stavu klopného obvodu.
Slide 10
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
▼
0
0
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
1
▲
0
VNITŘNÍ
▼
PAMĚŤ
▼ 1
0
SLAVE
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1?0
1
0?1
0
Nyní na vstup T přivedeme logickou 0. Ta zamrazí okamžité logické stavy na
výstupech klopného obvodu MASTER, tedy ve vnitřní paměti.
Zároveň bude rozmrazen klopný obvod SLAVE logickou 1 za invertorem.
Tím se logické stavy z vnitřní paměti přepíší na finální výstupy klopného obvodu
MASTER – SLAVE .
Klopný obvod MASTER je zamrazen, takže případné změny log. stavů na
vstupech S, R se nepřenesou ani do vnitřní paměti a tedy ani na finální výstupy.
Slide 11
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
1?0
▼
0
0
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
SLAVE
1
1
▲
0
0
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1
0
Položme si otázku: „Při jaké log. úrovni na vstupu T se přepisují log. stavy ze
vstupů S, R na finální výstupy klopného obvodu MASTER – SLAVE?“
Správná odpověď: „Při žádné!“
Proč? Invertor způsobuje, že je vždy zamrazen buďto MASTER nebo SLAVE.
Kdy se tedy přepisují log. stavy ze vstupů S, R na finální výstupy?
Pouze při změně log. úrovně na vstupu T z log. 1 na log. 0, tedy při tzv. sestupné
hraně na vstupu T. Ta teprve rozmrazí SLAVE a zobrazí obsah vnitřní paměti.
Slide 12
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
▼
0
1
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
SLAVE
1?0
1
1
▲
0
0?1
1
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1?0
0?1
Dále: Na vstupu T je log. 1, na vstupech S, R také dvě log. 1
=> vnitřní paměti na výstupech klopného obvodu MASTER také dvě log. 1.
Tedy zakázaný stav – ZS – pro klopný obvod MASTER.
Otázka: „Lze ZS přenést na finální výstupy klopného obvodu MASTER – SLAVE?“
NELZE! Sestupná hrana na vstupu T klopný obvod MASTER zamrazí a na jeho
výstupech vznikne jeden z paměťových stavů (neznámo který; hazardní).
A obsah vnitřní paměti se následné zobrazí na výstupech rozmrazeného SLAVE.
Slide 13
Klopný obvod MASTER - SLAVE
0
1
▼
0
0
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
SLAVE
1?0
▲
1
VNITŘNÍ
▲
PAMĚŤ
▼
0?1
0
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1?0
0?1
A poslední otázka:
„Jak se bude chovat klopný obvod MASTER – SLAVE v paměťovém stavu?“
Velmi stručné: „Ať už je ve vnitřní paměti cokoliv, a ať se to tam dostalo jakkoliv,
tak při sestupné hraně na vstupu T se to tam zamrazí a přenese na výstupy
rozmrazeného klopného obvodu SLAVE, tedy na finální výstupy.“
Vstup T pak nazýváme dynamický, vstupy R, S jsou statické.
Slide 14
Použitá literatura
1. Antošová, M., Davídek V.: Číslicová technika. Nakl. KOPP, 2009.
Název projektu:
Číslo projektu:
Číslo materiálu:
Předmět:
Ročník:
Tematický celek:
Moderní výuka s využitím ICT
CZ.1.07/1.5.00/34.0734
VY_2_INOVACE_CT-3-06-1Bc
Číslicová technika
3.
Sekvenční obvody
Klopný obvod MASTER-SLAVE
Autor: Ing. Pavel Bachura
Datum tvorby: 10.12.2012
Slide 2
Obsah tematického celku
1) Klopný obvod MASTER-SLAVE - úvod
2) Klopný obvod RST - opakování
3) Klopný obvod RST – shrnutí
4) Klopný obvod MASTER-SLAVE
Slide 3
Klíčová slova
•
•
•
•
•
•
Sekvenční obvod
Klopný obvod RST
Klopný obvod MASTER-SLAVE
Statický vstup T
Dynamický vstup T
Paměťový stav
Slide 4
Klopný obvod MASTER - SLAVE - úvod
Klopný obvod MASTER - SLAVE, jinak také dvojčinný klopný obvod RST, je
složen ze dvou klopných obvodů RST a invertoru (hradla NOT).
Abychom pochopili jeho funkci, bude dobré si nejdříve zopakovat funkci
klopného obvodu RST.
Slide 5
Klopný obvod RST - opakování
01
01
01
01
01
T
0
1
1
1
1
S
X
0
0
1
1
R
X
0
1
0
1
Q
t 1
Q
t
Q
t
0
1
1
Q
t 1
t
Q
t
Q
1
0
1
ZS
Je-li na vstupu T log. 0, klopný obvod RST je tzv. zamrazen, tzn. změny log. stavů
na vstupech R, S nijak neovlivní kombinaci log. stavů na výstupech
Není-li obvod zamrazen (lod. 1 na vsupu T) a není-li v paměťovém stavu, pak
logické úrovně ze vstupů S, R jsou beze změn přeneseny na výstupy.
Zakázaný stav je tím pádem popsán samými jedničkami.
Slide 6
Klopný obvod RST - opakování
1
01
1
1?0
?
0?1
T
0
1
1
1
1
S
X
0
0
1
1
R
X
0
1
0
1
Q
t 1
Q
t
Q
t
0
1
1
Q
t 1
t
Q
t
Q
1
0
1
ZS
Ještě připomeneme jednu důležitou skutečnost.
Přejde-li obvod ze zakázaného stavu do paměťovém nebo zamrazeného stavu,
pak se na každém výstupu nastaví vždy jiná log. úroveň (1, 0 nebo 0, 1), ale nikdo
předem neví jak. Jedná se o tzv. hazardní stav.
Slide 7
Klopný obvod RST - shrnutí
=
Klopný obvod RST má svou schematickou značku.
Je nutné si ji dobře zapamatovat, budeme ji dále používat.
Slide 8
Klopný obvod MASTER - SLAVE
MASTER
SLAVE
Klopný obvod MASTER – SLAVE má svůj název odvozen od názvů jednočinných
klopný obvod RST, ze kterých je složen.
MASTER – pán (otroka)
– určuje, co bude SLAVE (otrok) na výstupech zobrazovat.
Slide 9
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
0
MASTER
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1
▲
0
VNITŘNÍ
PAMĚŤ
▼
0
SLAVE
Z
A
M
R
A
Z
E
N
1?0
0?1
Funkci klopného obvodu MASTER – SLAVE budeme zkoumat vždy ze stejného
výchozího stavu - logická 1 na vstupu T => MASTER je rozmrazen
a SLAVE logická 0 na vstupu T (za invertorem) zamrazen.
Na vstup S přivedeme např. log. 1 a na vstup R log. 0.
Tyto logické stavy se ihned přenesou na výstupy rozmrazeného klopného obvodu
MASTER, tedy do tzv. „vnitřní paměti“ klopného obvodu MASTER – SLAVE.
Dál se ale přes zamrazený SLAVE nedostanou, na výstupech tedy budou nějaké
rozdílné logické stavy zapamatované z předchozího stavu klopného obvodu.
Slide 10
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
▼
0
0
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
1
▲
0
VNITŘNÍ
▼
PAMĚŤ
▼ 1
0
SLAVE
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1?0
1
0?1
0
Nyní na vstup T přivedeme logickou 0. Ta zamrazí okamžité logické stavy na
výstupech klopného obvodu MASTER, tedy ve vnitřní paměti.
Zároveň bude rozmrazen klopný obvod SLAVE logickou 1 za invertorem.
Tím se logické stavy z vnitřní paměti přepíší na finální výstupy klopného obvodu
MASTER – SLAVE .
Klopný obvod MASTER je zamrazen, takže případné změny log. stavů na
vstupech S, R se nepřenesou ani do vnitřní paměti a tedy ani na finální výstupy.
Slide 11
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
1?0
▼
0
0
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
SLAVE
1
1
▲
0
0
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1
0
Položme si otázku: „Při jaké log. úrovni na vstupu T se přepisují log. stavy ze
vstupů S, R na finální výstupy klopného obvodu MASTER – SLAVE?“
Správná odpověď: „Při žádné!“
Proč? Invertor způsobuje, že je vždy zamrazen buďto MASTER nebo SLAVE.
Kdy se tedy přepisují log. stavy ze vstupů S, R na finální výstupy?
Pouze při změně log. úrovně na vstupu T z log. 1 na log. 0, tedy při tzv. sestupné
hraně na vstupu T. Ta teprve rozmrazí SLAVE a zobrazí obsah vnitřní paměti.
Slide 12
Klopný obvod MASTER - SLAVE
1
1
▼
0
1
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
SLAVE
1?0
1
1
▲
0
0?1
1
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1?0
0?1
Dále: Na vstupu T je log. 1, na vstupech S, R také dvě log. 1
=> vnitřní paměti na výstupech klopného obvodu MASTER také dvě log. 1.
Tedy zakázaný stav – ZS – pro klopný obvod MASTER.
Otázka: „Lze ZS přenést na finální výstupy klopného obvodu MASTER – SLAVE?“
NELZE! Sestupná hrana na vstupu T klopný obvod MASTER zamrazí a na jeho
výstupech vznikne jeden z paměťových stavů (neznámo který; hazardní).
A obsah vnitřní paměti se následné zobrazí na výstupech rozmrazeného SLAVE.
Slide 13
Klopný obvod MASTER - SLAVE
0
1
▼
0
0
MASTER
Z
A
M
R
A
Z
E
N
SLAVE
1?0
▲
1
VNITŘNÍ
▲
PAMĚŤ
▼
0?1
0
R
O
Z
M
R
A
Z
E
N
1?0
0?1
A poslední otázka:
„Jak se bude chovat klopný obvod MASTER – SLAVE v paměťovém stavu?“
Velmi stručné: „Ať už je ve vnitřní paměti cokoliv, a ať se to tam dostalo jakkoliv,
tak při sestupné hraně na vstupu T se to tam zamrazí a přenese na výstupy
rozmrazeného klopného obvodu SLAVE, tedy na finální výstupy.“
Vstup T pak nazýváme dynamický, vstupy R, S jsou statické.
Slide 14
Použitá literatura
1. Antošová, M., Davídek V.: Číslicová technika. Nakl. KOPP, 2009.