Порядок выполнения работы:
Собрать схему асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ, исследовать его работу в статических режимах.
2. Исследовать работу синхронного RS-триггера в статических режимах.
3. Испытать работу D-триггера в режиме Т-триггера.
4. Исследовать работу JK-триггера в синхронном режиме.
5. Испытать работу JK-триггера в режимах D и Т триггеров.
В отчете представить:
1. Логические уравнения и схемы исследуемых в работе триггеров.
2. Выводы по работе
Контрольные вопросы:
1. Нарисуйте обозначения R-, S-,V-,T-триггеров.
2. Назовите отличие асинхронного триггера от синхронного.
3. Почему JК-триггер называется универсальным?
Лабораторная работа n 10
“ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ЦИФРОВЫХ
Устройств
Цель работы: изучение принципов построения и функционирования цифровых счетчиков и регистров на базе триггеров ИМС серии К155 и их экспериментальное исследование.
Счетчиком называется цифровое устройство,предназначеннон для подсчета количества входных импульсов, а также формирования и запоминания двоичного кода числа, соотвеьствующего этому количеству.
Счетчики бывают с естественным порядком счета, когда значение каждого последующего состояния отличиется на единицу от кода каждого предыдущего состояния, и с производльным порядком счета, когда значения кодов соседних состояний отличается больше чем на единицу.
По направленирю счета счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные.
Основой счетчика есть Т-триггер. Если количество триггеров счетчика
равно m, то число подсчитанных входных импульсов, или модуль счета
Ксч =2m.
По
модулю счета Ксч
счетчики подразделяются на двоичные(Ксч
=2m)
и недвоичные (Ксч
= 2m)
Двоичные счетчики. Такие счетчики производят счет поступающим импульсам в двоичной системе счисления. Для суммирующего двоичного счетчика при Ксч = 8(m=3) – это таблица 1.
Табл.1
Номер состояниия |
Такт n |
Такт n +1 |
||||
Q3 Q2 Q1 |
Q3 Q2 Q1 |
|||||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Из таблицы видно, что триггер младшего разряда переключаются от каждого входного импульса (нули и единицы в столбце Q1 такта n +1 чередуются один за другим). В следующем разряде (Q2) единицы и нули чередуются парами, а затем (Q3) – четверками.
Таким образом, частота переключений каждого последующеготриггера уменьшается вдвое по сравнению с частотой переключения предыдущего. Таким образом, счетчик можно построить как чепочку последовательно включенных счетных триггеров. Функциональная схема такого счетчика, выполненного на D-триггерах, приведена на рис. 1.
Рис. Двоичный счетчик, выполненный на D-тригерах.
Такой счетчик относится к асинхронным счетчикам с последовательным переносом, так как информация в нем переносится последовательно от младшего к старшему разряду, что снижает быстродействие счетчика. Особенность таких счетчиков заключается в том, что выходы всех предыдущих разрядов подаются на входы последующих триггеров, поэтому время установки кода определяется только длительностью переходного процесса одного разряда и не зависит от количества триггеров в счетчике.
Регистры. Регистром называется устройство, осуществляющее прием, хранение, некоторые логические преобразования и выдачу двоичных чисел в определенном коде.
Запоминающими элементами в регистрах служат триггеры, число которых равно числу хранимых разрядов.
Регистры подраздиляютмя на параллельные (регистры памяти), последовательные (регистры сдвига) и параллельно-последовательные.
По способу ввода-вывода различают регистры однофазные и парафазные. В однофазных ввод (и вывод) можно производить только в прямом или в обратном коде, в парафазных возможен ввод и вывод, как в прямом так и в обратном кодах.
Синтез параллельных регистров заключается в выборе типа триггера и определении структуры ввода и вывода информации, исходя из назначения регистра. Устройство ввода определяется известными методами синтеза комбинационных логических схем.
Сиетез последователных регистров сводится к определению межтриггерных связей, структура которых зависит от типа применяемх триггеров. При подачи импульсов сдвига каждый последующий триггер переходит в состояние предыдущего. Поэтому при синтезе ограничиваются рассмотрением процессов обмена информацией между i -n триггером и (i+1) –n или (i-1)-n в зависимости от направления сдвига.
Пример синтеза сдвигового регистра на D- триггерах приведен на рис.2.
Порядок выполнения работы
1.Построить суммирующий параллельный счетчик с Ксч = 4. на JK-триггерах.
2. Исследовать работу последовательного регистра (рис.2), составить таблицу переходов его состояния.
В отчете представить:
Процедуры синтеза, функциональны схемы полученных устройств, таблицы состояния.
Контрольные вопросы:
Какие бывают счетчики ?
Какие триггеры являются основой построения счетчиков?
Типы регистров?