Преподаватель: Кошелев С.И

По схемотехнике

По практическому заданию №2

ОТЧЕТ

«Триггеры»

Вариант 9

Студент гр.3081/2: Филатов

Санкт-Петербург 2011

1. Цель работы:

- Закрепление знания характеристик и режимов работы триггеров основных типов;

- получение практических навыков тестирования и управления триггерами;

- получение навыков ввода проекта в графическом редакторе пакета Quartus II, тестирования и отладки проекта и анализа временных характеристик триггеров;

- получение навыков отладки цифровых устройств данного класса на физической модели: конфигурирование СБИС ПЛ и экспериментальная проверка работы типовых устройств с триггерами при использовании лабораторной платы DiLab.

2. Программа работы:

2.1 Проектирование асинхронного RS-тгиггера:

Рис. 1. Схема асинхронного RS-триггера

2.2 Временное моделирование асинхронного RS-триггера:

Рис. 2. Временные диаграммы асинхронного RS-триггера

Дискретное время	Входные переменные	Состояния	Режим работы
t	S(t)	R(t)	Q(t)	nQ(t)
					Установка 1
					Хранение 1
					Установка 0
					Хранение 0
					Установка 1
					Особое состояние
					Установка 0
					Особое состояние
					Установка 1

2.3 Установка режима генерации:

Рис. 3. Режим генерации асинхронного RS-триггера

При подаче коротких импульсов (порядка долей нс) на вход S, модель асинхронного RS-триггера переходит в режим генерации.

2.4 RS-триггер синхронизируемый уровнем:

2.4.1 Без элемента LCELL:

Рис. 4. RS-триггер синхронизируемый уровнем

Рис. 5. Временная диаграмма RS-триггера, синхронизируемого уровнем

Из Рис. 5. видно, что триггер синхронизируется уровнем, а не перепадом.

На следующем рисунке (рис. 6) виден переход триггера из особого состояния в состояние хранения когда на спаде С R=S=1, при этом на выходе 1:

Рис. 6. Подача запрещенного сигнала

2.4.2 С элементом LCELL:

Рис. 6. RS-триггер синхронизируемый уровнем с добавлением элемента задержки

На следующем рисунке (рис. 6) виден переход триггера из особого состояния в состояние хранения когда на спаде С R=S=1, при этом на выходе 0:

Рис. 7 Временная диаграмма при подаче запрещённого импульса с введением в схему задержки.

2.5 D-триггер:

Рис. 8. Схемка D-триггера:

Рис. 9. Временные диаграммы D-триггера

2.6 Исследование примитивов DFFE и JKFFE:

Схема примитива DFFE:

Рис. 10. Схема D-триггера, синхронизируемого перепадом

Рис. 11. Временная диаграмма работы D-триггера, синхронизируемого перепадом

Из рисунка 11 видно, что триггер синхронизируется фронтом синхросигнала.

При подаче активных уровней одновременно на входы CLRN и PRN наблюдаем следующюю временную диаграмму:

Рис. 12. Одновременная подача активного уровня на входы CLRN и PRN

Введение в линию CLRN задержку. Это приведет к приоритетности установки триггера в «0»:

Рис. 13. Одновременная подача активного уровня на входы CLRN и PRN (при задержке в линии CLRN)

Схема примитива JKFFE:

Рис. 14. JK-триггер, синхронизируемый перепадом

Триггер синхронизируется фронтом синхросигнала.

Рис. 15. Временная диаграмма JK-триггера, синхронизируемого перепадомом

2.7 Исследование работы DFF триггера:

Рис. 16. Схема D-триггера, синхронизируемого перепадом

Рис. 17. Временная диаграмма D-триггера, синхронизируемого перепадом

Временные значения, полученные анализатором:

Tsu = 3.860 ns

Tco = 6.972 ns

Th = -3.594 ns

Время Th может принимать отрицательные значения:

2.8 Генератор коротких импульсов:

Рис. 18. Схема генератора коротких импульсов

Рис. 19. Временная диаграмма генератора коротких импульсов

На рисунке 19 время генерируемого импульса составляет 1.63 нс.

Время формируемого импульса можно увеличить добавлением задержки в обратную связь (рис. 20):

Рис. 20. Схема генератора коротких импульсов с добавлением задержки

Рис. 21. Временная диаграмма схемы генератора коротких импульсов с добавлением задержки

Итак, на рисунке 21 время генерируемого импульса составляет около 2 нс.

Для большего времени длительности импульса необходимо добавить больше элементов задержки.

2.9 Объединение двух устройств формирования коротких импульсов:

Схема:

Рис. 22. Схема объединения двух устройств формирования коротких импульсов

Рис. 23. Временные диаграммы данного устройства

Выводы:

В ходе выполнения работы были закреплены знания характеристик и режимов работы триггеров основных типов. Были изучены особенности работы триггеров (асинхронные входы установки и сброса);

Были получены необходимые практические навыки тестирования и управления различными видами триггеров, навыки ввода проекта в графическом редакторе пакета Quartus II, навыки работы с временными диаграммами для создания тестирования и отладки проекта;

Дата добавления: 2014-12-24