2. Складання таблиць істинності логічних елементів

2.1. Таблиця істинності для двовходових елементів має форму

табл. 9.2, для одновходового елементу НІ форму табл. 9.3

Таблиця 9.2.

Uвх	Uвх	Uвых
0	0
0	1
1	0
1	1

Таблиця. 9.3.

Uвх	Uвых
0	1
1	0

2.2. З'єднати вхід 1 елементу «І-НІ» з клемою правого тумблера панелі «Рівень логічний»: Вхід 2 елементи «І-НІ » з'єднати з клемою лівого тумблера цієї панелі. Вихід елементу «І-НІ» підключити до вольтметра « ».

2.3. Включити стенд і, задаючи за допомогою тумблерів панелі “Рівень логічний” вказані в таблицях істинності комбінації вхідних сигналів, виконати вимірювання вихідних сигналів елементу. Результати вимірювання занести в таблицю істинності (табл.9.2).

2.4. Елементи «АБО-НІ» і «І-НІ» досліджуються за допомогою змінної пластини № 1, а елементи «І», «АБО», «НІ» – за допомогою змінної пластини № 2 у відповідності програмою, висловленою в пп.2.2 і 2.3. При зміні пластини лабораторний стенд слід вимкнути, а перед початком роботи з пластиною №2 перевести перемикач «Логіка» в єднання по входу.положення «2».

Питання для самоперевірки

1. Привести словесний опис досліджуваних в лабораторній роботі логічних функцій.

2. Які діапазони вхідних (вихідних) напруг відповідають одиничному і нульовому сигналам? Чим визначається така відповідність?

3. Приведіть всі найменування логічних функцій не, «І», «АБО», «І-НІ», «АБО-НІ».

4. Що таке «таблиця істинності»?

5. Які літери, що входять в найменування мікросхем , несуть інформацію про логічні функції ?

6. Які покажчики умовних графічних позначень використовуються для мікросхем з високим імпедансом і з відкритим колектором?

7. Передавальна характеристика логічного елементу.

Лабораторна робота №10

Дослідження тригерів

Мета роботи: вивчити алгоритми роботи різних тригерів. При виконанні цієї роботи вивчається дія асинхронного RS-тригера, а також двох синхронних: Т-тригера і JК-тригера.

Cтислі теоретичні відомості

Тригери відносяться до класу послідовнісних пристроїв, тобто таких, чиї вихідні сигнали залежать не тільки від діючих на даний час вхідних сигналів, але й від сигналів, що впливали на їх входи раніше. З цього виходить, що тригер є електронним вузлом, що володіє пам'яттю. Кількість інформації, яка запам'ятовується в пам’ті тригера дорівнює 1 біт.

До тригерів відносяться пристрої, здатні формувати два стійких значення вихідного сигналу і стрибкоподібно змінювати ці значення під впливом зовнішнього управляючого сигналу. У тригера, як правило, два виходи, які іменуються прямим і інверсним (зворотним). Прийнято вважати, що стан тригера співпадає із станом його прямого виходу.

У дискретних електронних системах використовуються декілька різновидів тригерів, які відрізняються один від одного наборами входів і комбінаціями вхідних сигналів, що приводять до зміни стану тригера – з нульового в одиничний або навпаки.

На електричній принциповій схемі тригер позначають у вигляді прямокутника, що має основне і додаткове поля. Посередині основного поля записується літера Т (для одноступеневого тригера) або ТТ (для двоступеневого тригера). В додаткових полях записуються літери, що вказують на призначення та особливості входів і виходів тригера.

Умовою правильної роботи послідовнісних пристроїв, в тому числі тригерів, є дотримання визначених для них параметрів вхідних сигналів: царин, встановлених для рівнів 0 та 1 сигналів, а також тривалостей фронту та зрізу.

По моменту реакції на вхідний сигнал тригери підрозділяють на синхронні і асинхронні.

Синхронні тригери змінюють свій стан строго в певні (тактові) моменти часу, тільки при подачі сигналу на тактовий вхід, що позначається на схемі тригера буквою С.

Асинхронні тригери тактового входу не мають і змінюють стан безпосередньо у момент появи на інформаційних входах активних рівнів сигналів.

По вигляду активного логічного сигналу, діючого на інформаційних входах, тригери розділяють на статичні - керовані рівнем і динамічні - керовані перепадом вхідного сигналу.

Тригер може мати два настановні входи – вхід S (set - установка), сигнал на якому встановлює тригер в одиничний стан, і вхід R (reset - скидання), сигнал на якому встановлює тригер в нуль. Якщо на умовному графічному зображенні R і S – входи показані так, як на рис.10.4, то активним рівнем сигналу на цих входах є одиниця. Схема тригера, у якого R і S входи з нульовим активним рівнем, показана на рис.10.5.

Комбінація вхідних сигналів, при якій на обох настановних входах діють активні рівні, є забороненою.

Решта входів тригерів відносить до групи інформаційних. Настановні входи мають пріоритет перед інформаційними входами.

Синхронний Т-тригер має два настановні входи і тактовий С - вхід. Коли на настановних входах Т –тригера діють пасивні рівні сигналів, він змінює стан відповідно до правила: прихід імпульсу на вхід С викликає зміну стану тригера на протилежний.

При цьому зміна стану може відбутися по фронту імпульсу, у такому разі на умовному графічному позначенні вхід С має один з двох зображених на мал. 10.2,а,б покажчиків, або по зрізу імпульсу, у такому разі вхід С забезпечується покажчиками, зображеними на мал. 10.2,в,г.

В першому випадку кажуть, що тригер має прямий динамічний вхід, в другому випадку вхід тригера вважається інверсним дінамічним.

Часова діаграма роботи Т – тригера зображена на рис.10.1.

Р ис. 10.1.

а) б) в) г) Рис.10.2.

Асинхронний R-S тригер має два входи і встановлюється в нульовий стан сигналом, поданим на вхід R, і в одиничний стан сигналом, поданим на вхід S. Такий тригер можна побудувати з двох двовходових логічних елементів, що реалізовують функцію «2І-НІ» або «2АБО-НІ» відповідно з нверсними (рис.10.3а,б) і прямими (рис.10.4,а,б), інформаційними входами.

а) б)

Рис.10.3.

а) б)

Рис.10.4.

У D-тригері (рис.10.5,а) зміна стану відбувається за правилом: по сигналу на тактовому вході тригер приймає той стан, в якому у цей момент знаходиться вхід D. Якщо в D-тригері з'єднати зворотний вихід з D – входом, то утвориться схема, що працює за правилом Т- тригера (рис.10.5,б)

а) б)

Рис.10.5.

На рис.10.6. представлені часові діаграми, що пояснюють роботу D - тригера.

Рис.10.6.

Н а рис. 10.7. представлена схема двоступеневого J-K тригера. Рис.10.7.

Зміна в станів в J–K тригері залежить від того, які рівні сигналів на J- і K- входах у момент приходу імпульсу на тактовий вхід.

Якщо в цей момент J = K = 0, то тригер свій стан не змінює.

Якщо J = K= 1, то тригер змінить свій стан на протилежний.

Якщо J = 0, а К = 1, то тригер перейде в (або збереже) нульовий стан.

Якщо J = 1, а К = 0, то тригер перейде в (або збереже) одиничний стан.

J-K тригер є універсальним, тобто таким, на базі якого можна побудувати тригер будь-якого іншого типу. Наприклад, щоб утворити на його базі Т-тригер, достатньо використати режим J = K= 1.

Порядок виконання роботи