PDA

Просмотр полной версии : Исследование триггеров ЦУ и МП


SARYMAN
03.09.2011, 21:50
Синтез цифровых автоматов.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРОВ

Целью лабораторной работы является ознакомление с принципами построения триггеров и правилами их функционирования.

Цифровыми автоматами называют такие цифровые устройства (схемы), которые содержит элементы памяти, позволяющие сохранять состояние С автомата (рис.3.1) в течение длительного промежутка времени.


Рис.3.1
Таким образом, в цифровом автомате выходное слово Y определяется не только комбинацией входных сигналов Х, но и тем состоянием, которое автомат хранил до их поступления. Элементом памяти цифровых устройств является триггер. К цифровым устройствам относятся триггеры, счетчики, регистры, делители частот и т.д.
Триггеры – элементарные автоматы, содержащие собственно элемент памяти (фиксатор) и схему управления. Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом «накрест», так что выход одного соединен с входом другого (рис3.2). Такое соединение дает цепь с двумя устойчивыми состояниями. Действительно, если на выходе инвертора 1 имеется логический ноль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует. То же согласование сигналов имеет место и для второго состояния, когда инвертор 1 находится в единице, а инвертор 2 – в нуле. Любое из двух состояний может существовать неограниченно долго. Чтобы управлять фиксатором, нужно иметь в логических элементах дополнительные входы, превращающие инверторы в элементы И-НЕ либо ИЛИ-НЕ. На входы управления поступают внешние установочные сигналы. Установочные сигналы показаны штриховыми линиями.


По способу записи информации различают асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые) триггеры. По логическому функционированию различают триггеры типов RS, D, T, JK, и др. Кроме того, используются комбинированные триггеры, в которых совмещаются одновременно несколько типов, и триггеры со сложной входной логикой (группами входов, связанных между собой логическими зависимостями). По характеру процесса пере-ключения триггеры делятся на одноступенчатые и двухступенчатые.

3.1 Реализация функции асинхронного RS– триггера.

Асинхронный RS – триггер имеет два информационных входа: вход S для установки триггера в единичное состояние и вход R для установки в нулевое состояние и два выхода: прямой и инверсный . Состояние триггера характеризуется сигналом на прямом выходе и определяется комбинацией входных сигналов. Условное графическое обозначение триггера показано на рис.3.3. На наборном поле собрать схему согласно рис.3.4. Выходы и соединить с любыми гнездами индикатора А…F на вспомогательном устройстве. Свечение светодиода свидетельствует о наличии на выходе сигнала логической «1». Подключая входы S и R к гнездам «0» и «1» на вспомогательном устройстве, подать на вход триггера следующие комбинации S=0 R=1, S=1 R=0 , S=1 R=1, S=0 R=0. Все значения входных и выходных сигналов занести в таблицу истинности 3.1.



Построить временную диаграмму работы триггера.
ВНИМАНИЕ! Стенд рекомендуется включать после сборки исследуемой схемы.

3.2. Реализации функции синхронного RS – триггера.

Условное графическое обозначение триггера показано на рис.3.5. На наборном поле собрать схему согласно рис.3.6. Выходы и инверсные соединить с любыми гнездами индикатора А…F на вспомогательном устройстве. Свечение светодиода свидетельствует о наличии на выходе сигнала логической «1». Подключая входы S и R и S к гнездам «0» и «1» на вспомогательном устройстве, подать на вход триггера следующие комбинации сигналов
Комбинация - запретное. Все значения входных и выходных сигналов занести в таблицу истинности 3.2.



Построить временную диаграмму работы триггера.
ВНИМАНИЕ! Стенд рекомендуется включать после сборки исследуемой схемы.

3.3. Реализация функций статического DV- триггера.

Основное назначение DV - триггера – задержка сигнала, поданного на информационный вход. Он имеет информаци-онный вход (вход D), вход для синхронизирующего импульса (вход C) и управляющий вход V (разрешающий вход). Условное графическое обозначение триггера показано на рис.3.7. На наборном поле собрать схему согласно рис.3.8. Выходы Q и соединить с любыми гнездами индикатора А – F на вспомогательном устройстве. Свечение светодиода свидетельствует о наличии на выходе сигнала логической «1». Подключая входы , и к гнездам «0» и «1» на вспомогательном устройстве, подать на вход триггера следую-щие комбинации:

Все значения входных и выходных сигналов занести в таблицу истинности 3.3

Построить временную диаграмму работы триггера.
ВНИМАНИЕ! Стенд рекомендуется включать после сборки исследуемой схемы.

3.4. Реализация функции – триггера.

Условное графическое обозначение триггера показано на рис.3.9. На наборном поле собрать схему согласно рис.3.10. Выходы и соединить с любыми гнездами индикатора А…F на вспомогательном устройстве. Свечение светодиода свидетельствует о наличии на выходе сигнала логической «1». Вход Т подключить к блоку одиночных положительных импульсов (вход « » на вспомогательном устройстве). Подать на вход Т положительные импульсы (не менее двух) при различных значениях сигналов на выходах S и R, ( ) подключая их к гнездам «0» и «1» на вспомогательном устройстве. Все зна-чения входных и выходных сигналов занести в таблицу истинности 3.4.
Построить временную диаграмму работы триггера.
ВНИМАНИЕ! Стенд рекомендуется включать после сборки исследуемой схемы.




Контрольные вопросы.
1. По каким признакам классифицируются триггеры?
2. Какие существуют способы построения триггеров?
3. Какие существуют способы описания триггеров?
4. Чем отличаются RS и D триггеры?
5. Чем отличаются RS и T триггеры?
6. Почему JK триггер называется универсальным?
7. В чем отличие одноступенчатого триггера от двухступенчатого?
Литература

1. Белов Г.А. Электронные цепи и микросхемотехника. Учебное пособие для вузов. Ч. Изд–во чув.ун–та, 2004.
2. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника.Учебное пособие для вузов. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2000.
3. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для студентов вузов. -М.: Высшая: школа, 1982 г.
4. Матюшин О.Т., Нарышкин А.К., Сизов В.П. Цифровые устройства и микропроцессоры./ Под общей ред. Нарышкина А.К.– М.: Высшая школа, 1996.