Лабораторна робота № 10

ТЕМА: Дослідження роботи тригерів в інтегральному виконанні.

МЕТА: Дослідити особливості роботи універсальних тригерів в інтегральному виконанні.

ОБЛАДНАННЯ:

• лабораторний макет.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

В даний час відомо велика кількість різних типів трігерів, що виготовляються у вигляді інтегральних мікросхем. Як правило, це універсальні тригери, тобто тригери, що поєднують в собі функціональні можливості кількох більш простих видів тригерів (наприклад: RS- і D-тригерів, RS-і JK-тригерів і т.д.). Так, наприклад, тригер, зображений на рис.1, поєднує в себе можливості RS- і D-тригерів.

Рис.1

З
апис інформації в тригер даного типу проводиться по входу D. На вхід С подаються імпульси синхронізації. Крім того, тригер має вхід установки "0" (R - вхід) і вхід установки "1" (S - вхід).

Для керування роботою тригера можуть використовуватися керуючі сигнали різних рівнів. Так, вищевказаний тригер (рис.1) встановлюється в "0" та "1" при подачі на входи S і R сигналів логічної "1" (прямі входи). При управлінні сигналом логічного нуля "0" вводиться спеціальне позначення входів мікросхем (рис.2).

Рис.2

Вхід синхронізації може бути як потенційним (рис.1), так і динамічним (рис.2). Приклад роботи синхронного тригера із синхронізацією рівнем по входу С наведений на часових діаграмах рис.3, а із синхронізацією по перепаду на рис. 4.

Як випливає з рис.3, запис інформації в тригер з потенційним входом відбувається при наявності на вході С синхрорівня - логічної "1" (для інших тригерів "0"). При цьому, стан тригера протягом дії синхрорівня змінюється відповідно із надходженням сигналів на вхід D. У динамічному тригері (рис.4) запис інформації в тригер відбувається по позитивному (передньому) фронту синхросигналу при перепад із стану "0" в стан "1" на вході С (для інших тригерів - по негативному (задньому) фронту синхросигналу при перепаді зі стану "1" в стан "0").

Роботу синхронного тригера з керуванням по рівню, можна описати таблицею перемикання (табл.1).

 Таблиця 1

S	R	D	C			Режим роботи
0	0	х	0			Збереження попередньо записаної інформації
0 0 1 0 1	0 0 0 1 1	1 0 х х х	1 1 х х х	1 0 1 0 1	0 1 0 1 1	Запис “1” Запис “0” Встановлення “1” Встановлення “0” Заборонена комбінація

Режим "Зберігання попередньо записаної інформації" означає, що тригер знаходиться у стані, в який він переключився у попередньому такті роботи.

У режимі "Установка "1" і "Установка "0" універсальний тригер функціонує як стандартний RS-тригер. Комбінація вхідних сигналів R = S = 1 є забороненою, тому що при цьому обидва виходи тригера встановлюються в одинаковий стан, що суперечить нормальній роботі тригера.

В режимі "Запис" 0 "і" Запис "1" універсальний тригер функціонує як стандартний D-тригер.

Таблиця перемикання синхронного тригера з керуванням по перепаду з «0» в «1» (табл.2).

 Таблиця 2

S	R	D	C			Режим роботи
0 0 0	0 0 0	х х 1	0 1 ↓			Збереження попередньо Записаної інформації
0 0 1 0 1	0 0 0 1 1	0 1 х х х	↑ ↑ х х х	0 1 0 1 1	1 0 1 1 1	Запис “0” Запис “1” Встановлення “1” Встановлення “0” Заборонена комбінація

Якщо тригер має динамічний вхід синхронізації С (як це показано на рис.2), то в таблиці перемикання для позитивного і негативного фронту вводяться спеціальні позначення "↑" і "↓" відповідно.

Універсальні тригери можуть бути переведені в рахунковий режим роботи, тобто такий режим, при якому стан тригера змінюється на протилежний з приходом кожного наступного імпульсу синхронізації на його С-вхід. У разі використання D-тригера для реалізації рахункового режиму інверсний вихід з’єднують з входом D, для JK-тригера встановлюють вхідні керюючі сигнали J = K = 1.

ХІД РОБОТИ

8. Зберіть схему дослідження універсального D-тригера (тумблер T/D встановіть в положення D).

1.2. Встановлюючи за допомогою тумблерів S, R, D рівні логічних сигналів «1», «0» і імітуючи позитивний імпульс на вході С тригера, переберіть всі можливі комбінації вхідних сигналів D-тригера. За допомогою світлодіодів «Стан Q», «Стан не Q» визначте стан прямого і інверсного виходів тригера, які відповідають вхідним комбінаціям. Результати занесіть до до таблиці 1.

Таблиця 1

S	R	D	C			Примітки

1.3. Проведіть аналіз таблиці та встановіть тип входу С тригера (синхронізація відбувається по рівню чи по перепаду).

9. Зберіть схему дослідження універсального D-тригера в рахунковому режимі (тумблер T/D встановіть в положення Т).

2.2. Встановлюючи за допомогою тумблерів S, R рівні логічних сигналів «1», «0» і імітуючи перепад логічного рівня на вході С тригера, переберіть всі можливі комбінації вхідних сигналів D-тригера в рахунковому режимі. За допомогою світлодіодів «Стан Q», «Стан не Q» визначте стан прямого і інверсного виходів тригера, які відповідають вхідним комбінаціям. Результати занесіть до до таблиці 2.

Таблиця 2

S	R	C		D=	Примітки

2.3. Проведіть аналіз таблиці 2 та зробіть висновок про можливість роботи D-тригера в якості Т-тригера.

3.1. Користуючись даними таблиці 1 побудуйте часові діаграми роботи D-тригера.

3.2. Користуючись даними таблиці 2 побудуйте часові діаграми роботи D-тригера в лічильному режимі.

4. Користуючись експериментальними даними та теоретичними відомостями виконайте дії, згідно із завданням до лабораторної роботи.

ЗАВДАННЯ

4.1. Наведіть визначення тригера.

4.2. Наведіть класифікацію тригерів.

4.3. Вкажіть, у чому полягає відмінність тригера із синхронізацією по рівню від тригера із синхронізацією по перепаду.

4.4. Визначте, яким перепадом синхронізується D-тригер зібраний з ЛЕ І-НІ.

4.5. Наведіть приклад реалізації D-тригера на ЛЕ І-НІ.

4.6. Визначте, яким перепадом синхронізується D-тригер зібраний з ЛЕ АБО-НІ.

4.7. Наведіть приклад реалізації D-тригера на ЛЕ АБО-НІ.

4.8. Наведіть приклад реалізації JK-тригера на ЛЕ І-НІ.

4.9. Визначте, яким перепадом синхронізується JK-тригер зібраний з ЛЕ І-НІ.

4.10. Визначте, яким перепадом синхронізується JK-тригер зібраний з ЛЕ АБО-НІ.

4.11. Наведіть приклад реалізації JK-тригера на ЛЕ АБО-НІ.

4.12. Поясніть, що таке заборонена комбінація на входах тригера.

4.13. Вкажіть, для яких тригерів існує заборонена комбінація.

4.14. Поясніть, що таке лічильний режим роботи тригера, як реалізується цей ре жим у D та JK-тригерах.

5. Вимоги до оформлення звіту.

• Звіт необхідно оформити в текстовому редакторі MS WORD.

• Звіт повинен містити:

• титульну сторінку;

• мету роботи;

• схеми дослідів;

• таблиці з даними;

• діаграми.

Додаток 1

Схема електричнА принципова лабораторного макету