Serwis Edukacyjny
w I-LO w Tarnowie
obrazek

Materiały dla uczniów liceum

  Wyjście       Spis treści       Wstecz       Dalej  

Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek

©2020 mgr Jerzy Wałaszek
I LO w Tarnowie

Bity w elektronice

Przerzutnik J-K

SPIS TREŚCI
Podrozdziały
  • Opis
  • Przerzutnik J-K Master Slave

Opis

Przerzutnik J-K (ang. J-K flip flop) jest najbardziej uniwersalnym i najpowszechniej stosowanym rodzajem przerzutnika cyfrowego z uwagi jego uniwersalność, która pozwala na łatwe zastosowanie w różnych układach cyfrowych. Przerzutnik posiada dwa wejścia sterujące J i K (litery te wybrano arbitralnie jako dwie kolejne litery alfabetu), jedno wejście zegarowe C oraz dwa komplementarne wyjścia Q i Q. Niektóre rozbudowane wersje tego przerzutnika posiadają dodatkowo dwa asynchroniczne wejścia PRESET (ustawia Q na 1) oraz CLEAR (ustawia Q na 0).

Poniżej umieściliśmy symulację sieci logicznej przerzutnika J-K zbudowanego z bramek NAND.

obrazek
J K C Q
X X 0 Qn-1
0 0 X Qn-1
1 0 1 1
0 1 1 0
1 1 obrazek Qn-1

Przerzutnik J-K jest rozbudowanym przerzutnikiem S-R, do którego dodajemy dodatkowy człon z dwóch bramek sterujący sygnałami na wejściach S i R. Zadaniem tego członu jest uniemożliwienie wysterowania końcowego przerzutnika S-R sygnałami zabronionymi. Uzyskujemy to sprzęgając wejście S z wyjściem Q oraz wejście R z wyjściem Q. Ponieważ wyjścia Q i Q są komplementarne (o stanach przeciwnych), nigdy nie dojdzie do sytuacji, w której oba wejścia S i R znajdą się w stanie niskim.

Przeanalizujmy pracę przerzutnika J-K.

Na początek:  podrozdziału   strony 

Przerzutnik J-K Master Slave

Aby pozbyć się kłopotów z doborem czasu trwania impulsu zegarowego (ważne tylko dla J = K = 1), często stosuje się układ Master/Slave, który opisaliśmy dokładnie przy okazji synchronicznego przerzutnika RS wyzwalanego zboczem. Przerzutniki J-K Master/Slave są wyzwalane zboczem sygnału zegarowego, zatem nie wystąpią w nich problemy ze wzbudzaniem się układu. Poniżej przedstawiamy symulację przykładowej sieci logicznej przerzutnika J-K Master/Slave:

obrazek
J K C Q
X X 0 Qn-1
X X 1 Qn-1
0 0 X Qn-1
1 0 1→0 1
0 1 1→0 0
1 1 1→0 Qn-1

Dokonajmy analizy pracy powyższego układu.

  • Sygnał zegarowy C jest w stanie wysokim. Przerzutnik Master reaguje na zmiany stanu wejść J i K, lecz zmiany te nie przenoszą się na wyjścia Q i Q układu, ponieważ przerzutnik Slave jest w stanie nieaktywnym - jego sygnał zegarowy C znajduje się w stanie niskim, ponieważ pobierany jest z wyjścia inwertera. Wniosek - przerzutnik pamięta poprzedni stan.
  • Sygnał zegarowy C jest w stanie niskim. Przerzutnik Master staje się nieaktywny i stan jego wyjść nie reaguje na zmiany sygnałów J i K. Przerzutnik Slave jest aktywny, lecz jego wejścia są sterowane z wyjść przerzutnika Master. Wniosek - przerzutnik pamięta poprzedni stan.
  • Sygnały J i K są w stanie niskim. W tym przypadku bramki wejściowe są zablokowane bez względu na stan sygnału zegarowego. Ponieważ wyjścia przerzutnika Master nie zmieniają się, zatem przerzutnik Slave pamięta swój poprzedni stan.
  • Na wejściu zegarowym C pojawia się ujemna krawędź. Przerzutnik Master zatrzaskuje swój bieżący stan. Odblokowuje się przerzutnik Slave i zostaje on ustawiony zgodnie z tabelką przejść dla przerzutnika J-K. Jeśli na wejściach J i K był ustawiony stan logiczny 1 przed przejściem sygnału zegarowego w stan 0, to do wejść przerzutnika Slave zostaną podłączone skrzyżowane sygnały z obu wyjść, co spowoduje zmianę stanu wyjść Q i Q na przeciwny - jest to tzw. funkcja toggle (ang. zmiana, przeskok). Wniosek - przerzutnik zmienia swój stan zgodnie z tabelką przejść przerzutnika J-K.

Zwróć uwagę, iż zastosowanie układu Master/Slave spowodowało, iż sygnał zegarowy nie musi być ograniczany czasowo. Wyzwalanie przerzutnika następuje tylko w momencie przejścia tego sygnału ze stanu 1 na 0. Natomiast czas pomiędzy kolejnymi zboczami sygnału zegarowego może być dowolnie długi.

Przemysł elektroniczny produkuje cyfrowe układy scalone zawierające różne wersje przerzutników J-K. Poniżej podajemy dwa przykładowe układy scalone z przerzutnikami J-K Master/Slave.

SN7472 - przerzutnik J-K MS z ustawianiem i zerowaniem
wyzwalany ujemnym zboczem sygnału zegarowego
obrazek
SN7473 - dwa przerzutniki J-K MS z zerowaniem
wyzwalane ujemnym zboczem sygnału zegarowego
obrazek

 

Na początek:  podrozdziału   strony 

Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki

w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2020 mgr Jerzy Wałaszek

Materiały tylko do użytku dydaktycznego. Ich kopiowanie i powielanie jest dozwolone
pod warunkiem podania źródła oraz niepobierania za to pieniędzy.

Pytania proszę przesyłać na adres email: i-lo@eduinf.waw.pl

Serwis wykorzystuje pliki cookies. Jeśli nie chcesz ich otrzymywać, zablokuj je w swojej przeglądarce.
Informacje dodatkowe.