КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Исследование триггеров на логических элементах
Цель работы:
Изучение принципа действия и основных свойств асинхронных и синхронных R-S-триггеров и счетного Т-триггера, собранных на логических элементах.
13.1. Теоретические сведения.
13.1.1. R-S-триггеры.
Триггером называется устройство, имеющее два устойчивых состояния. При отсутствии внешних воздействий триггер может сколь угодно долго находиться в одном из устойчивых состояний. По функциональному признаку различают триггеры типов R-S, D, T, J-K и др. По способу управления триггеры подразделяют на асинхронные и тактируемые. В асинхронных триггерах переключение из одного состояния в другое осуществляется непосредственно с поступлением сигнала на информационный вход. В тактируемых триггерах помимо информационных входов имеется вход тактовых им- пульсов. Их переключение производится только при наличии разрешающего импульса. Триггеры применяют при построении сложных функциональных устройств: счетчиков импульсов, регистров и т.д. Асинхронные R-S-триггеры являются простейшими, однако они получили широкое распространение в цифровой технике. В частности, они служат основой триггеров других типов и требуют для своего построения два двухвходовых логических элемента типа И-НЕ или ИЛИ-НЕ. На рис. 13.1.а приведена структурная схема асинхронного R-S-триггера на логических элементах И-НЕ. Схема имеет два выхода: _ Q - прямой, Q - инверсный.
Рис. 13.1. По информационному входу S производится установка триггера в состоянии логической «1», по входу R-установка (перевод) триггера в исходное состояние логического "0". Этому соответствуют сокращенные обозначения входов и названия триггера: S - set (установка), R - reset (возвращение в исходное состояние). Принцип действия R-S-триггера иллюстрируется таблицей переходов триггера (см. рис. 13.1.б.), где указаны значения входных сигналов S и R в некоторый момент времени tn и состояние триггера в следующий момент времени (tn+1) после прихода очередных импульсов. На рис. 13.2. приведена структурная схема и временные диаграммы тактируемого R-S-триггера на элементах И-НЕ. Переключения в тактируемом триггере возможны лишь при наличии разрешающего сигнала (импульса тактов), подаваемого на вход Т. Эта особенность схемы связана с применением на входах асинхронного R-S-триггера двух управляющих элементов И-НЕ. а. б. Рис. 13.2.
13.1.2. D-триггер.
D-триггеры имеют один информационный вход. Состояние "1" соответствует единица на входе триггера, а состоянию логического "0" - нулевой уровень входного сигнала. На практике наибольшее применение получили тактируемые D-триггеры. Их обозначение обусловлено свойством сохранять состояние логической "1" после снятия входного сигнала до прихода очередного тактового импульса (delay - задержка). На рис. 13.3. приведена структурная схема и временные диаграммы однотактного D-триггера, выполненного на основе асинхронного R-S-триггера с элементами И-НЕ.
а. б. Рис. 13.3.
13.1.3. Т-триггер. Характерным свойством Т-триггера является его переключение в противоположное состояние с приходом каждого очередного входного импульса. Ввиду широкого применения в счетчиках импульсов его часто называют триггером со счетным запуском. Триггера Т-типа выполняются на базе двух асинхронных R-S-триггеров (М-S-схема), один из которых называют основным (moster-основной), а другой - вспомогательным (slave - вспомогательный (триггеры ОТ и ВТ на рис. 13.4.а.). На рис. 13.4.б. приведены временные диаграммы работы D-триггера. Рис. 13.4.а. Последовательность переключения асинхронных R-S-триггеров, входящих в Т-триггер, такая. На этапе фронта входного импульса переключается основной триггер, а по окончании длительности tи входного импульса (на этапе среза) – вспомогательный триггер. Указанная особенность отражается в другом названии схемы – триггер с внутренней задержкой. Рис. 13.4.б.
13.1.4. J-К-триггер. J-K-триггер получают на основе Т-триггера путем использования в его входных цепях трехвходовых элементов И-НЕ, позволяющих иметь два дополнительных входа J и К (пунктирные линии на рис.13.4.а). Наличие двух дополнительных входов расширяет функциональные возможности триггера, в связи с чем J-К-триггер называют универсальным. При соответствующем подключении входов J-К-триггер, в частности, может выполнять функции R-S, D- и Т-триггеров (см. рис. 13.5.).
а. б. в. Рис. 13.5.
J-K-триггер, так же как и все типы триггеров, получаемые на его основе, является триггером с внутренней задержкой: в момент действия импульса Т информация записывается в основной триггер, а после его окончания состояние основного триггера передается во вспомогательный. R-St- и Dt-триггеры являются тактируемыми (рис. 13.5.а., рис. 13.5.б.); R-S-триггер получают подачей на вход J сигнала S; а на вход К-сигнала R; Dt - триггера создается введением инвертора в цепь входа К. Триггер со счетным запуском (Тt-триггер) реализуется подключением входом J и К ко входу Т. Аналогичные схемы всех рассмотренных триггеров можно получить используя для этого логические элементы ИЛИ-НЕ. При этом необходимо учесть, что асинхронный R-S-триггер на элементах ИЛИ-НЕ имеет прямые входы.
13.2. Подготовка к работе.
13.2.1. Изучить принцип работы и функциональные свойства всех триггеров на логических элементах. 13.2.2. Изобразить таблицы истинности и временные диаграммы, поясняющие работу асинхронного R-S, синхронного R-S и счетного Т-триггера. 13.2.3. Нарисовать исследуемые схемы триггеров на логических элементах И-НЕ. 13.2.4. Ознакомиться с порядком сборки и исследования схем на стенде.
13.3. План работы. 13.3.1. Исследовать схему асинхронного R-S-триггера на ЛЭ И-НЕ, представленную на рис. 13.6. Приложение 1. Составить таблицу истинности и снять временные диаграммы. Подача управляющих сигналов на S вход осуществляется с помощью кнопки S2, а на R вход - подключением этого входа к шине питания либо к общему проводу. Состояние выходов триггера регистрируется по индикаторам H2 и H3. Данную схему (с кнопкой S2) можно рассматривать как генератор одиночных импульсов ГОИ, в которой исключено явление "дребезга" контактов кнопки S2. 13.3.2. Исследовать схему синхронного R-S-триггера, представленную на рис. 13.7. Приложение 1. Составить таблицу истинности и зарисовать временные диаграммы для него при подаче на тактируемый вход Т одиночных импульсов от генератора ГОИ и прямоугольных импульсов от ГС2. 13.3.3. Исследовать счетный Т-триггер, схема которого представлена на рис. 13.8. Приложение 1. Для этого выполнить рекомендации п. 13.3.2.
13.4. Контрольные вопросы.
13.4.1. Назовите основные разновидности триггеров, выполненных на ЛЭ. 13.4.2. Приведите классификацию входов триггеров и их назначение. 13.4.3. Объяснить, как строится временная диаграмма работы триггера? 13.4.4. Где применяются различные разновидности триггеров? 13.4.5. Чем различаются триггеры на элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ? 13.4.6. Чем различаются асинхронные и синхронные триггеры? 13.4.7. Как построить Т-триггер на основе R-S, D- и J-R-триггеров? 13.4.8. Чем определяется внутренняя задержка Т-триггера? 13.4.9. Докажите универсальность J-K-триггера.
14. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 14
Дата добавления: 2015-03-29; Просмотров: 2815; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |