ОАЦЭ_ЛР4
.docЛабораторная работа 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРОВ
Цель работы: формирование практических навыков проектирования схем на основе логических элементов.
Задачи: изучить схемы триггеров на логических элементах.
Теоретические сведения
Триггеры
– это устройства, обладающие способностью
находиться в одном из двух устойчивых
состояниях и чередовать эти состояния
под воздействием внешних сигналов.
Триггеры обладают памятью, т.к. их
состояние зависит не только от сигналов,
приложенных ко входам в текущий момент
времени, но и от предшествующего
состояния. Триггер имеет два выхода:
прямой, обозначаемый как Q
и
инверсный, обозначаемый как
.
Состояние
триггера определяется по прямому выходу.
Триггер находится в состоянии «1» если
на прямом выходе уровень логической
единицы и в состоянии «0» если на прямом
выходе уровень логического нуля.
Состояние выходов всегда противоположно:
,
и
,
.
Запрещенной комбинацией является
.
В этом случае состояние триггера не
определено.
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Исследование принципа работы RS-триггера на элементах И-НЕ.
Соберите в EWB схему, изображенную на рис. 1, и исследуйте состояние триггера при различных комбинациях значений входных сигналов.
Рис. 1
Убедитесь в том, что:
• когда [S]=1, [R]=0 триггер устанавливается в состояние, при котором Q=1;
• при переходе к значениям [S]=[R]=0 триггер сохраняет прежнее значение Q=1;
• когда [S]=0, [R]=1 триггер устанавливается в состояние Q=0;
• при переходе к значениям [S]=[R]=0 значение Q=0 сохраняется.
По результатам эксперимента заполните таблицу состояний.
-
[S]
[R]
Q
1
0
0
1
0
0
1
1
Обратите внимание на то, что переход из состояния [S]=1, [R]=1 в состояние [S]=0, [R]=0 зависит от последовательности изменения состояний ключей [S] и [R] (последовательности [S], [R] и [R], [S] приводят к разным состояниям триггера).
2. Исследование принципа работы синхронного RS-триггера.
Соберите в EWB схему, изображенную на рис. 2. Обратите внимание на то, что запись информации в триггер происходит только при наличии тактового импульса, который формируется ключом [C].
Рис. 2
3. Исследование принципа работы JK-триггера.
Соберите в EWB схему, изображенную на рис. 3.
Рис. 3
Убедитесь в том, что:
• при R=0, S=1 триггер устанавливается в Q=1 независимо от состояния остальных входов;
• при R=1, S=0 триггер устанавливается в Q=0 независимо от состояния остальных входов;
• при
S=R=0
состояния входов J=1,
K=0
и J=0,
K=1
передаются соответственно на выходы
по отрицательному фронту импульса на
счётном входе C,
а комбинация J=K=0
не меняет состояния триггера.
4. Исследование принципа работы JK-триггера в счетном режиме.
Соберите в EWB схему, изображенную на рис. 4. Изменяя состояние входа С, составьте временные диаграммы работы триггера в счетном режиме.
Рис. 4
5. Исследование принципа работы D-триггера.
Соберите в EWB схему, изображенную на рис. 5.
Рис. 5
Убедитесь в том, что:
• при R=1, S=0 триггер устанавливается в Q=1 независимо от состояния остальных входов;
• при R=0, S=1 триггер устанавливается в Q=0 независимо от состояния остальных входов.
Установите S=R=1 и убедитесь в том, что запись состояния входа D на выход триггера происходит только при поступлении сигнала на вход C.
6. Исследование принципа работы D-триггера в счетном режиме.
Соберите в EWBсхему, изображенную на рис. 6.
Рис. 6
Меняя состояние счетного входа С и определяя состояние выходов триггера при помощи пробников, составьте временные диаграммы работы триггера в счетном режиме.
7. Самостоятельно разработайте и соберите в EWB схему D-триггера, состоящего только из элементов 2И-НЕ. (Подсказка: преобразуйте схему, изображенную на рис. 2)
Форма отчетности о выполненном задании, требования к оформлению
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- цель работы (из методички);
- схемы триггеров (в авторской сборке, без копирования из методички!), включая схему D-триггера, состоящего только из элементов 2И-НЕ (п. 7);
- таблицы состояний триггеров;
- примеры временных диаграмм с пояснениями, характеризующих особенности счетных режимов триггеров;
- выводы (критическая оценка темы, содержания, возможностей САПР и т.п.).
Контрольные вопросы
1. Чем отличается работа RS-триггера с прямыми входами от работы RS-триггера с инверсными входами?
2. Какая комбинация входных состояний RS-триггера является запрещенной? Поясните смысл «запрещенности».
3. Как работает D-триггер, если соединить вход D с выходом Q?