Федеральное агентство связи

ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский технический университет связи и информатики

Кафедра «Математическая кибернетика и информационные технологии»

Лабораторная работа №1

Триггеры

Выполнила

Студентка группы БСТ 1904

Пантелеева К.А.

Проверил

асс. Каф. Джабраилов Х.А.

Оглавление

1 Цель работы 3

2 Краткие теоретические сведения 3

3 Ход лабораторной работы 3

4 Выводы 12

5 Список использованных источников 12

1 Цель работы

Изучение логических возможностей триггерных схем.

2 Краткие теоретические сведения

Триггер – это запоминающий элемент с двумя устойчивыми состояниями, изменение которых происходит под действием входных сигналов, т.е. он хранит один бит информации (лог. 0 или лог. 1). Схема триггера обеспечивает запись, считывание, стирание и индикацию хранимой двоичной информации.

На основе триггеров строятся функциональные блоки аппаратных средств вычислительной техники: регистры, счетчики, сумматоры и многие другие. Состояние триггера определяется сигналами на прямом Q и инверсном Q выходах. При положительном кодировании информации высокий уровень напряжения на прямом выходе отображает значение лог. 1 (состояние Q = 1), а низкий уровень — значение лог. 0 (состояние Q = 0).

Изменение состояния триггера (его переключение) обеспечивается внешними сигналами.

В соответствии с логикой функционирования различают триггеры: с раздельной установкой «0» и «1», с одним информационным входом, со счётным входом, универсальные с раздельной установкой состояний «0» и «1» и др.

Входы триггеров разделяются на информационные (для приёма сигналов запоминаемой информации) и управляющие (для управления записью информации). К управляющим относятся: синхронизирующий (тактовый) сигнал и разрешающий сигнал.

По способу записи (приёма) информации различают асинхронные и синхронные (тактируемые) триггеры. Триггеры, не имеющие входа для синхронизирующего сигнала, называются асинхронными, запись информации в них производится в любой момент времени при поступлении сигналов на информационные входы. В синхронном триггере запись информации возможна при совпадении сигналов на информационном и синхронном входе, что делает их более помехоустойчивыми.

В зависимости от количества тактовых сигналов, необходимых для формирования нового состояния, различают однотактные, двухтактные и многотактные триггеры.

По способу управления записью (моменту реакции на тактовый сигнал) выделяют синхронные триггеры со статическим (по уровню), динамическим (по фронтам) и двухступенчатым управлением. В первых запись информации возможна только в течение длительности тактового сигнала. Во вторых разрешение на запись информации даётся только в момент перепада тактового сигнала от нуля к единице (прямой динамический вход) и от единицы к нулю (инверсный динамический вход). В другие моменты времени он не реагирует на входные информационные сигналы независимо от уровня тактового импульса.

3 Ход лабораторной работы

Схема подключения генераторов сигналов к входам D-триггера изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема подключения генератора сигналов к входам D-триггера

Примеры работы D-триггера представлены на рисунках 2-14.

Как мы видим, в данном состоянии триггер находится в неопределенности, т.е. обе лампочки горят (рисунок 2).

Рисунок 2 – Все ключи включены

Как мы видим, в данном случае триггер находится в состоянии логического 0, т.е. правая лампочка горит (рисунок 3).

Рисунок 3 – Первый ключ выключен

В данной ситуации триггер находится в состоянии хранения информации, т.е. правая лампочка горит (рисунок 4).

Рисунок 4 – Первый и второй ключ замкнут с заземлением

В данном случае триггер находится в состоянии хранения информации, т.е. правая лампочка горит (рисунок 5).

Рисунок 5 – Три ключа замкнуты с заземлением

В данном случае триггер находится в состоянии хранении информации, т.е. правая лампочка горит (рисунок 6).

Рисунок 6 – Все ключи замкнуты с заземлением

Как мы можем видеть, триггер перешел в состояние логической 1, т.е. левая лампочка горит (рисунок 7).

Рисунок 7 – С источником питания соединен только первый ключ

Мы видим, что триггер в состоянии хранения информации, т.е. левая лампочка горит (рисунок 8).

Рисунок 8 – С источником питания соединены первый и второй ключи

В данной ситуации триггер в состоянии хранения информации, т.е. левая лампочка горит (рисунок 9).

Рисунок 9 – Только четвертый ключ замкнут с заземлением

Триггер находится в состоянии неопределенности, т.е. одновременно горят обе лампочки (рисунок 10).

Рисунок 10 – 1 и 4 ключи подсоединены к источнику

Триггер продолжает находится в состоянии неопределенности, т.е. одновременно горят обе лампочки (рисунок 11).

Рисунок 11 – Только третий ключ подключен к заземлению

Триггер находится в состоянии логического 0, т.е. горит правая лампочка (рисунок 12).

Рисунок 12 – Второй и четвертый ключ подсоединены к источнику

Триггер в состоянии логической 1, т.е. горит левая лампочка (рисунок 13).

Рисунок 13 – Второй и третий ключи подсоединены к источнику

Триггер в состоянии хранения информации, т.е. продолжает гореть левая лампочка (рисунок 14).

Рисунок 14 – Все ключи подсоединены к заземлению

Теперь составим временную диаграмму. На рисунке 15 представлена временная диаграмма, когда обе лампочки горят.

Рисунок 15 – Временная таблица с двумя горящими лампочками

На рисунке 16 представлена временная таблица, когда левая лампочка горит.

Рисунок 16 – Временная диаграмма с горящей левой лампочкой

На рисунке 17 представлена временная диаграмма, когда правая лампочка горит.

Рисунок 17 – Временная диаграмма с горящей правой лампочкой

4 Выводы

Мы изучили логические возможностей триггерных схем. А также убедились, что D-триггер с динамическим управлением записью информации, у которого синхроимпульс активен лишь на коротком интервале времени в окрестности фронта или спада, что обеспечивает высокую помехоустойчивость, и он является триггером-задержкой. Установочные входы 𝑆 и 𝑅 являются приоритетными, т.е. если хотя бы один из этих входов является активным, триггер на сигналы, подаваемые на входы D и C, не реагирует. Причём при подаче сигналов 𝑆=0; 𝑅=1 триггер переходит в состояние «1», при другом сочетании сигналов 𝑆=1; 𝑅=0 триггер переходит в состояние «0». Комбинация входов 𝑆=0 и 𝑅=0 является запрещенной, т.к. триггер в этом случае работает неправильно (формирует на входах 𝑄=1 и 𝑄=1, что противоречит правилам математической логики).

Если установочные входы триггера пассивны (т.е. 𝑆=1; 𝑅=1), то он переключается под воздействием сигналов, подаваемых на входы D и C. При подаче на вход C переднего фронта сигнала (т.е. перепада «0» → «1») триггер переходит в состояние, соответствующее состоянию входа D. На перепад «1» → «0» (на входе C) данный триггер не реагирует, т.е. сохраняет своё состояние.

5. Список использованных источников

1. ГОСТ 7.1-2001 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления [электронный ресурс] URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/1560 (дата обращения 14.03.2020)

2. ГОСТ 7.32-2001 СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (с Изменением N 1) [электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-7-32-2001-sibid (дата обращения 14.03.2020)