Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова»

Кафедра промышленной электроники

Лабораторная работа №2 Исследование последовательных цифровых устройств

Исследование триггеров исследование счётчиков и регистров

Выполнил студент группы РТЭ-11-11 Попов Николай Николаевич. Проверил доцент, Малинин Григорий Вячеславович.

Чебоксары, 2013

Лабораторная работа №2 исследование триггеров

Цель: ознакомление студентов с принципами построения триггеров и правилами их функционирования.

Цифровыми автоматами называют такие цифровые устройства (схемы), которые содержат элементы памяти, позволяющие сохранять состояние С автомата (рис. 1) в течение длительного промежутка времени.

Рис. 1

Таким образом, в цифровом автомате выходное слово Yопределяется не только комбинацией входных сигналовХ, но и тем состоянием, которое автомат хранил до их поступления. Элементом памяти цифровых устройств является триггер. К цифровым устройствам относятся триггеры, счетчики, регистры, делители частот и т.д.

Триггеры – элементарные автоматы, содержащие собственно элемент памяти (фиксатор) и схему управления. Фиксатор строится на двух инверторах, связанных друг с другом «накрест» так, что выход одного соединен с входом другого (рис. 2). Такое соединение дает цепь с двумя устойчивыми состояниями. Действительно, если на выходе инвертора 1 имеется логический ноль, то он обеспечивает на выходе инвертора 2 логическую единицу, благодаря которой сам и существует. То же согласование сигналов имеет место и для второго состояния, когда инвертор 1 находится в единице, а инвертор 2 – в нуле. Любое из двух состояний может существовать неограниченно долго. Чтобы управлять фиксатором, нужно иметь в логических элементах дополнительные входы, превращающие инверторы в элементы И-НЕ либо ИЛИ-НЕ. На входы управления поступают внешние установочные сигналы. Установочные сигналы показаны штриховыми линиями.

По способу записи информации различают асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые) триггеры. По логическому функционированию различают триггеры типов RS,D,T,JK, и др. Кроме того, используются комбинированные триггеры, в которых совмещаются одновременно несколько типов, и триггеры со сложной входной логикой (группами входов, связанных между собой логическими зависимостями). По характеру процесса переключения триггеры делятся на одноступенчатые и двухступенчатые.

1. Реализация функции асинхронного rs– триггера

Асинхронный RS– триггер имеет два информационных входа: входSдля установки триггера в единичное состояние и входRдля установки в нулевое состояние и два выхода: прямойQи инверсный. Состояние триггера характеризуется сигналом на прямом выходе и определяется комбинацией входных сигналов. Условное графическое обозначение триггера показано на рис.3. На наборном поле собрать схему согласно рис. 4. ВыходыQ исоединить с любыми гнездами индикатора на вспомогательном устройстве. Свечение светодиода свидетельствует о наличии на выходе сигнала логической «1». Подключая входыSиRк гнездам «0» и «1» на вспомогательном устройстве, подать на вход триггера следующие комбинацииS=0 R=1, S=1 R=0 , S=1 R=1, S=0R=0. Все значения входных и выходных сигналов занести в таблицу истинности 1.

Таблица 1

0 0 1 1	0 1 0 1	- 1 0 1	- 0 1 0

Построить временную диаграмму работы триггера.