2.4 Контрольные вопросы
1 Что общего и чем отличаются шифратор и мультиплексор?
2 В чем преимущество приоритетного шифратора?
3 Чем различаются сумматор и полусумматор?
4 В каких случаях используются мультиплексоры и демультиплексоры?
Лабораторная работа № 3 исследование последовательностных логических схем
3.1 Цель работы
Изучение устройства и принципа действия последовательностных логических интегральных схем.
3.2 Основные положения
Помимо комбинационных элементов для построения цифровых систем требуются последовательностные элементы или элементы памяти, осуществляющие хранение двоичной информации в течение требуемого времени. Основу элементов памяти составляют триггеры – электронные схемы, имеющие два устойчивых состояния, которые устанавливаются при подаче соответствующей комбинации сигналов на управляющие входы триггера и сохраняются в течение заданного времени после окончания действия этих сигналов.
Триггер является основным компонентом более сложных устройств, таких, как счетчики, сдвиговые регистры и регистры памяти.
Счетчиком называется функциональный узел, на выводах которого образуется число, соответствующее количеству поступивших на вход импульсов. Основным параметров счетчика является модуль счета КС - максимальное число импульсов, которое может быть сосчитано счетчиком. После поступления Кс импульсов счетчик должен возвращаться в исходное состояние. Счетчики строятся на основе JK-, T- или D- триггеров.
По способу кодирования внутренних состояний счетчики делятся на двоичные, двоично-десятичные и др.
По направлению счета счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные. В суммирующем счетчике каждый импульс на входе увеличивает число на единицу, в вычитающем – уменьшает на единицу, реверсивные работают в обоих направлениях.
По организации межразрядных связей счетчики делятся на счетчики с последовательным или параллельным переносом.
Регистром называется функциональный узел, выполняющий хранение двоичных чисел или их сдвиг на определенное число разрядов. Они строятся на основе триггеров. По способу приема и выдачи информации регистры делятся на следующие группы: с параллельным приемом и выдачей; с последовательным приемом и выдачей; с последовательным приемом и параллельной выдачей; с параллельным приемом и последовательной выдачей.
Регистры с параллельным приемом и выдачей служат для хранения информации и называются регистрами памяти. Изменение хранящейся информации (ввод новой информации) происходит после соответствующего изменения сигналов на входах при поступлении определенного уровня или фронта синхросигналов.
Регистры с последовательным приемом или выдачей информации называются сдвиговыми регистрами.
3.3 Порядок выполнения работы
Исследование счетчиков
Постройте и исследуйте схемы счетчиков, представленные на рис. 3.1 – 3.3, по следующему плану:
- назначение и модуль счета счетчика;
- назначение входов и выходов схемы;
- режимы работы;
- диаграммы изменения сигналов на выходах схем при подаче различных комбинаций сигналов на входы.
Рис. 3.1 – Схема исследования счетчика на базе JK-триггера
Исследование регистров
Постройте и исследуйте схемы регистров, представленные на рис. 3.4 – 3.5, по следующему плану:
- назначение и регистра;
- назначение входов и выходов схемы;
- режимы работы;
- диаграммы изменения сигналов на выходах схем при подаче различных комбинаций сигналов на входы.
Для схемы, приведенной на рис. 3.5, обязательной является таблица соответствия сигналов на выходах схем при подаче различных комбинаций сигналов на входы в разных режимах работы.