Схемота / 3. Триггеры
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ЭПУ
отчет
по лабораторной работе №3
по дисциплине «Цифровая схемотехника»
Тема: Исследование систем триггеров
Студент гр. 5291 |
Федина С.В. |
|
Ваулин Н.В. |
Преподаватель |
Тимофеев Г.А. |
Санкт-Петербург
2018
Цель работы: Исследование систем триггеров
Экспериментальные результаты.
Таблица 1. Переходы RS-триггера на логических элементах 2ИЛИ-НЕ
Текущеее состояние |
Новое состояние |
|||
Sn |
Rn |
Qn |
Qn+1 |
Qn+1 inv |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
Таблица 2. Переходы RS-триггера на логических элементах 2И-НЕ
Текущеее состояние |
Новое состояние |
|||
Sn inv |
Rn inv |
Qn |
Qn+1 |
Qn+1 inv |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Таблица 3. Переходы D-триггера с входами асинхронного сброса и установки
Sn inv |
Rn inv |
C |
D |
Qn |
Qn+1 |
Qn+1 inv |
0 |
1 |
x |
x |
x |
1 |
0 |
1 |
0 |
x |
x |
x |
0 |
1 |
0 |
0 |
x |
x |
x |
1 |
1 |
1 |
1 |
↑ |
1 |
x |
1 |
0 |
1 |
1 |
↑ |
0 |
x |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
x |
x |
x |
xinv |
Обработка результатов эксперимента.
Рис.1. Осциллограмма входа и выхода Т-триггера
Состояние выхода триггера меняется с изменением фронта сигнала на входе С. На вход С подан переменный сигнал с частотой 1кГц, следовательно на выходе будет сигнал в 2 раза меньше – 0.5кГц. Как видно из осциллограммы, выходной сигнал изменяется в 1 или 0 при изменении фронта сигнала С, что полностью подтверждают теоретические соображения относительно принципа действия схемы.
Рисунок 2. Осциллограмма генератора звука с выбором частоты
На осциллограмме запечатлен момент перехода от одной частоты к другой, при нажатии соответствующей кнопки (изменении сигнала на выходе триггера).
Выводы: в ходе работы были исследованы RS-триггеры на ЛЭ 2ИЛИ-НЕ и 2И-НЕ, интегральный D-триггер, счетного триггера на основе D-триггера, генератора звукового сигнала с выбором частоты.
В RS-триггерах, при подаче сигнала Set, на прямом выходе всегда будет 1(0 изменится на 1, 1 останется 1). При подаче сигнала Reset всегда будет 0 (1 изменится на 0, 0 останется 0). При одновременной подаче сигналов Set и Reset триггер будет в нестабильном состоянии, при котором сигнал на прямом и инверсном входе будут одинаковы – что является неправильной работой схемы. Какой сигнал установится после «отжатия» кнопок – дело случая, т.к. невозможно одновременно «отжать» обе кнопки и даже если это сделать с точностью до наносекунд, транзисторы внутри ЛЭ тоже не смогут одновременно сработать.
В D-триггере, подача сигнала Set даёт на выходе сигнал «1», вне зависимости от того, какой сигнал был до этого. При подаче Reset аналогично для сигнала «0». При одновременной подаче этих сигналов триггер переходит в нестабильное состояние подобное такому же состоянию в RS-триггеру. При изменении тактового сигнала C (по фронту или срезу), изменяется сигнал на выходе Qn+1 в зависимости от сигнала D. В данной работе триггер работал по фронту. С изменением сигнала C с 0 на 1, Qn+1 имел значение 1, если такое же было на входе D и аналогично для 0, вне зависимости от предыдущего состояния Qn. Если C = 0, то никаких изменений не происходило.
Сигнал на выходе Т-триггера изменяется с изменением фронта или среза на тактовом входе С, при положительном сигнале на входе Т. В данной работе изменение сигнала происходило по фронту. При подаче сигнала с заданной частотой, данный триггер уменьшает эту частоту в 2 раза. Если же подать на вход Т сигнал «0», то переключения на выходе блокируются.
Генератор звукового сигнала с выбором частоты работает на основе двух мультивибраторах, подающих разные частоты и цифровом мультиплексоре, «подавляющий» одну из частот. При подаче сигнала Set, Q = 1, Qinv = 0. Тогда на выходе ЛЭ DD3.2 будет постоянная логическая 1, а на выходе ЛЭ DD3.1 сигнал F1inv. Тогда на входе ЛЭ DD3.3 будут сигналы F1inv и 1, а на выходе F1inv.inv = F1. При подаче сигнала Reset, ситуация будет противоположна и на выходе DD3.3 будет сигнал F2.
Схемы
