6. kapitola - KLOPNÝ OBVOD MASTER

Download Report

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.