Порядок выполнения работы

З а н я т и е п е р в о е

1. Используя для формирования переменных тумблеры стенда, проверить правильность составленных при подготовке к работе для дешифраторов (рис. 3.1 и 3.2) таблиц истинности и проверить функционирование входов разрешения. Сделать выводы по результатам выполнения данного пункта.

2. Составить схему, таблицу истинности и реализовать на стенде с помощью дешифратора логические функции, предложенные в табл. 2.4.

3. а) Синтезировать на основе дешифратора одноразрядный сумматор и проверить его функционирование.

б) Исследовать динамические свойства синтезированного сумматора, используя в качестве входных переменных указанные в табл. 2.1 импульсные сигналы.

З а н я т и е в т о р о е.

4. Используя для формирования переменных тумблеры стенда, проверить правильность составленных для мультиплексоров (рис. 3.4 и рис. 3.5) таблиц истинности и проверить работу входов разрешения. Сделать выводы.

5. С помощью мультиплексора на восемь информационных входов синтезировать предложенную в табл. 2.3 функцию и проверить функционирование схемы на стенде.

6. а) Синтезировать предложенную в табл. 2.3 функцию с помощью мультиплексора на 4 информационных входа и проверить её функционирование на стенде в статике.

б) Исследовать динамические свойства синтезированной схемы, используя указанные в табл. 2.1 импульсные сигналы.

7. Синтезировать одноразрядный комбинационный сумматор на основе мультиплексора и проверить его функционирование.

Контрольные вопросы

1.При заданном числе входов дешифратора, не считая входов разрешения работы, определить число выходов.

2. Почему с помощью дешифратора на n входов возможна реализация любой логической функции на n переменных? Какие дополнительные элементы для этого требуются?

3. Какие преобразования совершенной дизъюнктивной нормальной формы функции необходимо осуществить, чтобы реализовать функции на n переменных с помощью мультиплексора на 2n входов?

4. Какова роль разрешающих входов в мультиплексорах и дешифраторах?

Лабораторная работа №4

Триггеры

Цель работы: изучить принципы функционирования триггеров, приобрести навыки в работе с триггерами и в построении временных диаграмм.

Рис. 4.1. Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ: а- принципиальная схем; б- условное обозначение; в- таблица переходов; г- временные диаграммы

Рис. 4.2. Синхронный RS- триггер на элементах И-НЕ: а- принципиальная схема; б- условное обозначение; в- таблица переходов; г- временные диаграммы

Рис. 4.3. Двухступенчатый RS- триггер: а- принципиальная схема; б- условное обозначение; в- временные диаграммы

Рис. 4.4. JK- триггер: а- реализация; б- условное обозначение JK- триггера серии К155; в- таблица переходов; г- временные диаграммы работы

Рис. 4.7. Возможные применения универсальных триггеров: а- синхронный T- триггер; б- асинхронный T- триггер; в- DV- триггер; г- синхронный T- триггер

Рис. 4.8. Временные диаграммы вспомогательных сигналов

Таблица

Номер	Форма входных сигналов триггеров
варианта	Статика (Рис.4.8)	Динамика (Рис.1.1)
1	S=D=K=a1	S=J=F2
	R=J=a2	R=D=K=F4
2	S=K=a1	S=D=K=F2
	R=D=J=a3	R=J=F8
3	S=D=K=a1	S=D=J=F2
	R=J=a4	R=K=F16
4	S=K=a2	S=K=F4
	R=D=J=a3	R=D=J=F8
5	S=D=K=a2	S=D=J=F4
	R=J=a4	R=K=F16
6	S=K=a3	S=K=F8
	R=D=J=a4	R=D=J=F16
7	S=K=D=a1	S=J=F4
	R=J=a2	R=D=K=F2
8	S=K=a1	S=D=K=F8
	R=D=J=a3	R=J=F2

Для JK- триггеров каждая бригада должна предложить временные диаграммы работы этих триггеров, в которых необходимо учесть сигналы по всем информационным входам (синхронным и асинхронным).

Для схем, предложенных на рис. 4.7, необходимо построить отличные от рассмотренных в работе временные диаграммы (по возможности).

3. Для исследования динамических свойств триггеров необходимо построить временные диаграммы входных сигналов с учетом таблицы и временных диаграмм импульсов генератора стенда, предложенных в лабораторной работе №1 (F, F2, F4, F8, F16).

Порядок выполнения работы

Если работа выполняется на компьютере, то по возможности для формирования входных информационных и синхронизирующих сигналов можно использовать генератор слов (Word Generator) с загрузочным файлом Gener-f-2f-8f.ca4, а для наблюдения результатов работы следует использовать логический анализатор (Logic Analyzer), кроме проверки работоспособности схем с помощью моделей тумблеров, формирующих входные переменные.

1. Собрать асинхронный RS- триггер на элементах И-НЕ (см. рис. 4.1), формируя информационные сигналы R и S от тумблеров и выводя на индикацию как выходы, так и входы триггера. Используя таблицу переходов, проверить функционирование триггера. Обратить внимание на запрещенную комбинацию входных сигналов. К каким уровням она приводит на выходах триггера? Проверить функционирование триггера с помощью временных диаграмм, построенных для данного триггера (см. таблицу и рис. 4.8).

2. Проверить функционирование асинхронного триггера в динамике, используя в качестве сигналов S и R импульсы генератора стенда. Измерить задержки срабатывания триггера. Пронаблюдать явление генерации в триггере при подаче импульсной последовательности одновременно на входы S и R (S=R), для чего достаточно последовательно с выходом каждого элемента И-НЕ триггера ввести дополнительно неинвертирующие цепочки из двух инверторов каждая.

3. Собрать синхронный RS- триггер на элементах И-НЕ (см. рис. 4.2), формируя информационные сигналы с помощью тумблеров, а синхросигнал сформировать с помощью кнопки. Проверить функционирование триггера по таблице переходов и временным диаграммам.

4. Исследовать поведение синхронного RS- триггера в динамике, задавая синхросигнал и информационные сигналы с выходов генератора стенда. Определить задержку в срабатывании триггера.

5. Собрать асинхронный и синхронный RS- триггеры на элементах ИЛИ-НЕ и изучить их поведение, построив для них таблицы переходов и проверить их функционирование с помощью временных диаграмм, задавая сигналы с тумблеров и кнопок. Синхросигнал удобно формировать, применяя на выходе кнопки дополнительный инвертор.

6. Изучить поведение RS- триггеров на элементах ИЛИ-НЕ в динамике.

7. Исследовать микросхему К155ТВ1, построив таблицы переходов как для J и K входов, так и для асинхронных входов R и S. Проверить функционирование с помощью временных диаграмм.

8.Изучить поведение микросхемы К155ТВ1 в динамике, определив задержку в срабатывании второй ступени триггера в ответ на переход синхросигнала из единицы в нуль.

9.Исследовать микросхему К155ТМ2 в статике, построив таблицы переходов для входа D и асинхронных входов RS. Проверить работоспособность триггера с помощью временных диаграмм. Обратить внимание на особенности приема информации с входа D.

10. Исследовать поведение микросхемы К155ТМ2 в динамике, измерить задержку в срабатывании триггера под действием положительного фронта синхросигнала.

11. Исследовать поведение триггеров, собранных по схемам рис. 4.7. Проверить их работу в статике.

12. Проверить функционирование схем, предложенных на рис. 4.7, в динамике, используя генератор стенда для формирования информационных и синхронизирующих сигналов.

13. Синтезировать JK- триггер на базе D- триггера К155ТМ2 и мультиплексора К155КП2 и проверить его работоспособность на стенде.