Исследование триггеров

Министерство образования российской федерации

Пензенский государственный

Университет

----------------------------------------------------------------------------------

Моделирование цифровых устройств

С помощью пакета Electronics Workbench

Методические указания

К лабораторным работам

ПЕНЗА 2004

УДК 621.317

Даны описания лабораторных работ по исследованию триггеров, счетчиков импульсов и регистров с использованием пакета программ электронного моделирования Electronics Workbench.

Методические указания подготовлены на кафедре “Информационно - измерительная техника” и предназначены для студентов специальностей 1902 и 1909.

Ил. 27, табл. 3, библиогр. 5 назв.

Составители: Крысин Ю.М., Маньжов Б.Н.

Рецензент: Семочкина И.Ю., к.т.н., доцент, зам. директора ПФ ВЗФЭИ

Лабораторная работа № 1

Исследование триггеров

Цель работы: изучение схем триггеров на логических элементах.

Основные сведения

Триггера - это большой класс электронных устройств, обладающих способностью находиться в одном из двух устойчивых состояниях и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Триггера это элементы с памятью. Их состояние зависит не только от сигналов приложенных к входу в данный момент времени, но и от сигналов, воздействующих на него раньше.

Триггер имеет два выхода: прямой, обозначаемый Q и инверсный, обозначаемый как . Состояние триггера определяется по прямому выходу. Триггер находится в состоянии «1» если на прямом выходе уровень логической единицы и в состоянии «0» если на прямом выходе уровень логического нуля. Состояние выходов всегда противоположно: (Q =1 =0) и (Q =0 =1). Запрещенной комбинацией является Q = . В этом случае состояние триггера не определено.

В зависимости от свойств, числа и назначения входов триггеры делят на следующие виды:

1. RS -триггеры с раздельной установкой в 1 и 0.

2. D -триггеры (другие названия - триггер задержки, триггер данных)

3. Универсальные JK -триггера

4 Т -триггера (счетные триггеры)

При наличии входа С триггер называют синхронным, а при его отсутствии – асинхронным. Изменение состояния асинхронного триггера происходит сразу же после соответствующего изменения потенциалов на его информационных входах. В синхронном триггере изменение состояния может произойти только в присутствии соответствующего сигнала на входе С. Вход синхронизации может быть импульсным или потенциальным. В первом случае воздействие информационных входов проявляется только в момент изменения потенциала на входе С, т.е. при переходе его от 1 к 0 или от 0 к 1. Во втором случае воздействие информационных входов проявляется все время действия на входе С разрешающего (активного) потенциала.

Работа триггера определяется таблицей состояний.

Для Т-триггера на рис. 2 таблица состояний имеет вид:

С	Q	Примеч.
		Хранение
		Инверсия
		Хранение
		Хранение
		Инверсия
		Хранение

Для Т-триггера на рис. 3 таблица состояний имеет вид:

Т	С	Q	Примеч.
	*		Хранение
1			Инверсия
			Хранение
1			Хранение
1			Инверсия
			Хранение

Примечание: * - безразличное состояние входа

Экспериментальная часть

1. Исследование RS -триггера на элементах И-НЕ.

а) Соберите схему, изображенною на рис. 4. Включите схему. Последовательно подайте на схему следующие сигналы:

S =1, R =0;

S =1, R =1;

S =0, R =1;

S =1, R =1;

S =0, R =0.

Убедитесь в том, что:

• при S =1, R =0 триггер устанавливается в состояние, при котором выход Q =0;

• при переходе к S=К =1 триггер сохраняет прежнее значение выхода Q =0;

• при S =0, R =1, триггер устанавливается в состояние, при котором Q =1;

• при переходе к S =1, R =1 прежнее значение выхода Q =1 сохраняется.

б.) По результатам эксперимента заполните таблицу состояний.

а Соберите схему, изображенною на рис. 5. Включите схему.

Последовательно подайте на схему следующие сигналы:

S =0, R =1;

S =0, R =0;

S =1, R =0;

S =0, R =0;

S =1, R =1.

Убедитесь в том, что:

• при S =0, R =1 триггер устанавливается в состояние Q =0;

• при переходе к S =0, R =0 триггер сохраняет прежнее состояние выхода (Q =0);

• при S =1, R =0 триггер устанавливается в состояние Q =1;

• при переходе к S =0, R =0 триггер сохраняет прежнее состояние выхода Q =1.

б.) По результатам эксперимента заполните таблицу состояний.

3. Исследование JK -триггера.

а). Соберите схему, изображенною на рис.6. Включите схему. Убедитесь в том, что:

• при R =1, S =0 триггер устанавливается в Q =1 независимо от состояния остальных входов;

• при R =0, S =1 триггер устанавливается в Q =0 независимо от состояния остальных входов.

• укажите какому RS -триггеру соответствует таблица состояний JK -триггера для RS -входов.

б. Установите S=R =1 и составьте таблицу состояний для входов J, K и С.

Указание: начальное состояние триггера Q =1 установить кратковременной подачей сигнала S =0 и сигнала R = 0 для получения Q =0. Переход триггера в состояние, определяемом входами J и K происходит только по отрицательному фронту импульса на счетном входе С, сформированном соответствующим ключом.

в.) Составьте и зарисуйте временные диаграммы работы триггера для

4. Исследование JK -триггера в счетном режиме.

5. Исследование D -триггера

а). Соберите схему, изображенную на рис. 8. Включите схему. Убедитесь в том, что:

• при R =1, S =0 триггер устанавливается в Q =1 независимо от состояния остальных входов;

• при R =0, S =1 триггер устанавливается в Q =0 независимо от состояния остальных входов.

б). Установите S=R =1, составьте таблицу состояний для входов D и С.

6. Исследование работы D -триггера в счетном режиме.

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать: