Лабораторная работа 2 Асинхронные и синхронные rs-триггеры

Цель работы

Изучение правил функционирования асинхронного и синхронного RS- триггеров.

• Общие сведения об асинхронном rs-триггере

Асинхронные RS-триггеры представляют собой простейшие схемы конечных автоматов (последовательностных устройств) с двумя устойчи­выми состояниями (рис. 3.5). По входу S (set-установка) триггер пере­ключается в единичное состояние Q =1, ~Q= 0, по входу R (reset сброс) — в нулевое состояние Q= 0, ~Q= 1.

П римечание. Символ «~» - инверсия.

Рис. 3.5

По каждому из входов триггер может переключаться:

- сигналами 1 (триггер с прямыми входами), если схема триггера на логических элементах (ЛЭ) ИЛИ-НЕ (условно-графическое обозначение триггере на рис. 3.5);

- сигналами 0 (триггер с инверсными входами), если схема триггера на ЛЭ И-НЕ или с использованием триггера с прямыми входами и инверторов на входах S и R. Триггер с инверсными входами в библиотеке примитивов отсутствует.

Если триггер находится в состоянии 1 (единичное состояние), то на прямом выходе Q сигнал имеет значение 1, а на инверсном ~Q - значение 0. Если триггер в состоянии 0 (нулевое состояние), то наоборот, Q= О, ~Q= 1, т. е. необходимым условием работы триггера является Q ≠~Q.

Запрещенными комбинациями входных сигналов RS-триггеров яв­ляются значения входных сигналов, которые не обеспечивают условие ра­боты триггера, а именно, Q= ~Q. Такими сигналами являются S= R = 1 для триггера с прямыми входами (рис. 3.5) и S = R = 0 для триггера с ин­версными входами (отсутствует в библиотеке примитивов Multisim 11).

• Задание на работу в лаборатории

Исследование асинхронного RS-триггера с прямыми входами

Эксперимент состоит в том, что, меняя комбинации сигналов на вхо­дах S и R триггера, необходимо определить сигналы на прямом (Q) и ин­версном (~Q) выходах асинхронного RS-триггера. Результаты эксперимен­та оформляются в виде таблицы переключений (табл. 7). В столбце «Со­стояние триггера» записать его состояние (хранение, запись 1 или 0, за­прещенное состояние).

Табл. 7

Номер набора	Sn	Rn	Qn-1	Qn	~Qn	Состояние триггера
0	0	0	1
1	0	0	0
2	1	0	1
3	1	0	0
4	0	1	1
5	0	1	0
6	1	1	1
7	1	1	0

Для проведения эксперимента необходимо:

1. загрузить программу Multisim 11;

2. собрать схему триггера с прямыми входами на ЛЭ 2ИЛИ-НЕ (рис. 3.6);

3) определить состояние триггера при подаче на его входы Sⁿ⁼ Rⁿ= 0, если предыдущее значение триггера единичное: Q^n-1 = 1 (табл. 7, строка № 0). Для установки предыдущего значения сигналов на выходе триг­гера Q^n-1 = 1(Q^(n-1)= 0) необходимо:

• не включая работу схемы (выключатель в правом верхнем углу экра­на), подать на вход S = 1 и R = 0, имитируя S^n-1 = 0, R^n-1= 0;

• включить работу схемы (щелкнуть курсором мыши по включателю) и убедиться, что установлено предыдущее единичное состояние триггера (Q^n-1= 1 и ~Q^n-1= 0). Выключить работу схемы;

• подать на вход триггера Sⁿ= Rⁿ = 0. Включить схему и определить, какие сигналы Qⁿ и ~Qⁿ будут на выходе триггера. Результаты эксперимен­та занести в таблицу переключений (табл. 7, строка № 0);

не включая работу схемы, подать на входы триггера сигналы S^n-1 = 0, R^n-1= 1, чтобы установить нулевое предыдущее состояние триггера (Q^n-1= 0 и ~Q^n-1= 1). Включить схему и убедиться, что правильно установ­лено предыдущее нулевое состояние триггера, а затем Подать сигналы Sⁿ= Rⁿ = 0 и включить схему. Определить значение сигна­лов Qⁿ и ~Qⁿ на выходе триггера. Результаты эксперимента занести в таб­лицу переключений (табл. 7, строка № 1);

Р ис. 3.6

4) аналогично проделать для строк № 2-7 табл. 7;

5) программа Multisim 11 включает библиотеку триггеров (линейка схемных

компонентов) с основными типами триггеров, включая и асинхронный RS-триггер с прямыми входами. Выбрать из библиотеки УГО RS-триггера с прямыми входами (SR_FF). Собрать схему на библиотечном RS-триггере с прямыми входами и убедиться в его работоспособности.