ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность

Регистры - схемы, служащие для кратковременного запоминания многоразрядных двоичных чисел и состоящие из нескольких триггеров. Различают регистры с параллельным и последовательным вводом и выводом информации. Регистры сдвига имеют последовательный вход и параллельный выход, т.е. могут служить для преобразования последовательного кода в параллельный. Регистры, в которых сдвиг информации возможен как вправо, так и влево, называются реверсивными. На рис.5 показан регистр К155ИР1.
 

Счётчик — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строится на T-триггерах. Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Счётчики классифицируют:
по модулю счёта: 
• двоично-десятичные;
• двоичные;
• с произвольным постоянным модулем счёта;
• с переменным модулем счёта;
• по направлению счёта: 
• суммирующие;
• вычитающие;
• реверсивные;
по способу формирования внутренних связей: 
• с последовательным переносом;
• с параллельным переносом;
• с комбинированным переносом;
• кольцевые;

Триггер – простейшее последовательностное устройство, которое может длительно находиться в одном из нескольких возможных устойчивых состояний и переходить из одного в другое под воздействием входных сигналов.
По способу работы с сигналами различают синхронные, асинхронные и смешанные триггерные схемы.
Асинхронный триггер изменяет своё состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала. Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации С (от англ. clock). Этот вход также обозначают терминами «строб», «такт». Синхронные триггеры в свою очередь подразделяют на триггеры со статическим (статические) и динамическим (динамические) управлением по входу синхронизации С.
RS-триггер или SR-триггер — триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах, и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы. При подаче единицы на вход S (от английского англ. Set - установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от английского англ. Reset - сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю. Если RS-триггер синхронный, то состояние его входов учитывается только в момент тактирования, например по переднему фронту импульса. Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы является запрещённым. Так, например, схема RS-триггера изображённая на рисунке, при подаче на оба инверсных входа логического нуля перейдёт в состояние, когда на обоих выходах будут единицы, что не соответствует логике выхода триггера, поскольку инверсный  выход будет равен неинверсному Q , т.е..

Сумматор — логический операционный узел, выполняющий арифметическое сложение кодов двух чисел. При арифметическом сложении выполняются и другие дополнительные операции: учёт знаков чисел, выравнивание порядков слагаемых и тому подобное. Указанные операции выполняются в арифметическо-логических устройствах (АЛУ) или процессорных элементах, ядром которых являются сумматоры.
В зависимости от системы счисления различают:
• двоичные; 
• двоично-десятичные (в общем случае двоично-кодированные); 
• десятичные; 
• прочие (например, амплитудные). 

По количеству одновременно обрабатываемых разрядов складываемых чисел:
• одноразрядные, 
• многоразрядные.

Мультиплексоры. Мультиплексор (коммутатор) — комбинационная многовходовая схема с одним выходом F1. Входы мультиплексора подразделяются на информационные х1 ,…, хn управляющие . Обычно 2k=n, где k и п — число управляющих и информационных входов соответственно. Код, поступающий на управляющие входы, определяет один из информационных входов, значение переменной которого передается на выход F1. 
Мультиплексор реализует функцию 
 
Таблица истинности, описывающая работу мультиплексора, имеющего п=8 информационных (х1 - хn ) и k=3 управляющих входов, представлена таблице 6.2. 

Шифратор (кодер) — (англ. encoder) логическое устройство, выполняющее преобразование позиционного кода в n-разрядный двоичный код. Шифратор выполняет функцию преобразования унарного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.
  
Таблица истинности для шифратора 4 в 2

Основными логическими функциями являются:
- логическое отрицание (инверсия)
- логическое сложение (дизьюнкция)
- логическое умножение (коньюнкция)
К более сложным функциям алгебры логики относятся:
- функция равнозначности (эквивалентности)
- функция неравнозначности (сложение по модулю два)
- функция Пирса (логическое сложение с отрицанием)
- функция Шеффера (логическое умножение с отрицанием)

На рис.1 представлен элемент “НЕ”, реализующий функцию логического отрицания.

 

                                       Рис. 1

Компаратор — электронная схема, принимающая на свои входы два сигнала и выдающая логический «0» или «1», в зависимости от того, какой из сигналов больше.
Простейший компаратор представляет собой дифференциальный усилитель. Компаратор отличается от линейного операционного усилителя (ОУ) устройством и входного, и выходного каскадов.