Отчет1

ФГБОУ ВО

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра АСУ

Отчет по

лабораторной работе №1

«Цифровая логика компьютера»

по дисциплине «Физические основы элементной базы компьютерной техники»

Вариант 7

Выполнили:

ст. гр. МО-117

Ибрагимова К.Б.

Шакиров А.Р.

Проверил:

Ст. преподаватель

Казанцев А.В.

Уфа 2019

Цель работы: изучение логических элементов компьютера и их таблиц истинности, а также построение триггеров в программе Logisim.

Ход работы:

1. Изучена теоретическая часть.

2. Составлена логическая схема для высказывания в программе Logisim. На рисунке 1 представлена схема для данного высказывания.

Рисунок 1. Логическая схема

3. Указывая значения A, B, C, а также получаемое значение Y на выходе, применяя программу Logisim, заполнили таблицу истинности, представленную на рисунке 2.

Рисунок 2. Таблица истинности

4. Составлена схема асинхронного RS-триггера на основе элементов: 2шт «И-НЕ». Схема приведена на рисунке 3. Удостоверились в возможности хранения бита информации. Составили таблицу истинности, приведенную на рисунке 4.

Рисунок 3. Логическая схема RS-триггера

Рисунок 4. Логическая схема RS-триггера

5. При наличии двух входных сигналов, возможны 4 варианты работы схемы (Рисунок 4).

Если на вход S подать напряжение, уровень которого будет соответствовать единице, при R = 0, то выход Q скачкообразно изменит свое значение на 1, а Q^ на 0. Произойдет запись информации. Таким образом происходит установка триггера – его переключение в единичное состояние.

При подаче положительного сигнала на вход R, при S = 0, инверсный выход станет равен 1, а прямой Q = 0. Это произойдет запись информации. Триггер сброшен - то есть пришел в устойчивое нулевое состояние. Если убрать единицу с «Reset», тогда выходы не изменят свое состояние, останутся такими, какими были – проявление свойства памяти.

В нулевой момент времени, когда на оба входа (R и S) подана логическая единица, прямой выход Q = 1, но инверсный Q^ = 1 тоже, что является недопустимым. Триггер должен быть либо в устойчивом состоянии логического 0 (Q = 0 и Q^ = 1), либо в устойчивом состоянии логической 1 (Q = 1 и Q^ = 0).

Одновременное задание S = 0, R = 0 вызовет возбуждение цепи. Оба элемента начнут переключаться и с вероятностью 50/50 в единичном состоянии может оказаться любой из них

Хранение бита информации происходит следующим образом. Допустим, ранее триггер был установлен, то есть Q = 1 и Q^ = 0. Тогда решающий сигнал Q^ = 0 будет через положительную обратную связь подан на верхний элемент И-НЕ и состояние Q = 1 будет подтверждено. На входы нижнего элемента И-НЕ будет подано сочетание сигналов R = 0 и Q = 1, поэтому состояние прямого выхода триггера Q^ = 0 будет подтверждено.

Если же триггер был сброшен, то есть было Q = 0 и Q^ = 1, тогда решающий сигнал Q = 0 будет через положительную обратную связь подан на нижний элемент И-НЕ и состояние Q^ = 1 будет подтверждено. На входы верхнего элемента И-НЕ будет подано сочетание сигналов S = 0 и Q^ = 0. Таким образом, триггер хранит ранее записанную информацию.

Вывод: в ходе данной лабораторной работы были изучены логические элементы компьютера и их таблицы истинности, а также были получены навыки в построении триггеров в программе Logisim.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Логическое высказывание – это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинного оно или ложно.

2. С логическими высказываниями можно производить следующие операции:

   1. Операция отрицания (НЕ).

   2. Операция конъюнкции (И).

   3. Операция дизъюнкции (ИЛИ).

   4. Операция импликации (ЕСЛИ…ТО).

   5. Операция эквиваленции (ТОГДА, И ТОЛЬКО ТОГДА).

3. Триггер – это устройство позволяющее запоминать, хранить и считывать информацию (каждый триггер может хранить 1 бит информации).

4. Существуют следующие типы триггеров: RS-триггер, T-триггеры, D-триггеры, JK-триггеры. Также принято рассматривать асинхронные и синхронные триггеры.

5. Структурные схемы у элементов И, ИЛИ, НЕ приведены в таблице 1.

Таблица 1

Структурные схемы логических элементов компьютера

Условное обозначение	Структурная схема (отечественное обозначение)	Структурная схема (зарубежное обозначение)	Таблица истинности
И			A B Y (A&B) 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
ИЛИ			A B Y (A˅B) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
НЕ			A Y (Ā) 0 1 1 0