еще лабы / LR4_Guseynov_A_Tkachev

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ВТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Узлы и устройства средств вычислительной техники»

Тема: Триггерные устройства

Вариант №4

Студенты гр. 8307		Гусейнов А.Э.
		Ткачев И.Г.
Преподаватель		Буренева О.И.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы

Исследовать особенности функционирования основных типов триггерных устройств: одноступенчатых D-триггеров со статическим и динамическим управлением, RS-триггера, JK-триггера с динамическим управлением.

Основные теоретические положения

Триггер – бистабильная ячейка с управляемым состоянием. По логическому функционированию выделяют RS, D, T и JK триггеры.

RS-триггер имеет два входа – установки единицы (S) и установки нуля (R). Одновременная подача сигналов установки S и сброса R не допускается.

D-триггер имеет один вход, его состояние повторяет входной сигнал, но с задержкой, определяемой тактовым сигналом.

T-триггер имеет один информационный вход и изменяет свое состояние каждый раз при поступлении входного сигнала.

JK – универсальный триггер, входы установки J и сброса K, подобны соответствующим входам RS триггера. Однако JK триггер допускает одновременную подачу сигналов на оба эти входа. В таком случае он работает как T триггер.

По способу записи информации триггеры делятся на асинхронные (нетактируемые) и синхронные (тактируемые). В асинхронных триггерах переход в новое состояние вызывается изменениями входных информационных сигналов. В синхронных триггерах имеется специальный тактовый вход, и переход происходит только при подаче на него тактовых сигналов.

По способу восприятия тактовых сигналов триггеры делятся на управляемые уровнем и управляемые фронтом. При управлении уровнем, или статическом управлении, триггер воспринимает входные информационные сигналы при одном уровне тактового сигнала и остается в неизменном состоянии при другом. При управлении фронтом (при динамическом управлении) переключение триггера происходит только в момент перепада тактового сигнала (на его фронте или спаде).

Синтез логической схемы

Сперва была разработана схема для генерации данных в условии задания входных сигналов. Входные сигналы формируются благодаря использованию дешифратора и совершению логических операций над его выходами.

Схема представлена на риc 1.

Рис 1. Схема комбинационного узла, формирующего последовательности тестовых сигналов

На основе схемы выше были построены схемы исследования D, RS и JK триггеров. В соответствии с условием задания ENA и тактовые входы триггеров были подключены к C, а информационные входы – к соответствующим выходам комбинационной схемы.

Рис 2. Схема для исследования D-триггера

Рис 3. Схема для исследования RS-триггера

Рис 4. Схема для исследования JK-триггера

Рис 5. Схема для исследования T-триггера

Функциональное и временное моделирование

Средствами Quartus II было произведены функциональное и временное моделирования схем. Результаты изображены на рисунках ниже.

Рис 6. Функциональное моделирование D-триггера

Рис 7. Временное моделирование D-триггера

Рис 8. Функциональное моделирование RS-триггера

Рис 9. Временное моделирование RS-триггера

Рис 10. Функциональное моделирование JK-триггера

Рис 11. Временное моделирование JK-триггера

Рис 12. Функциональное моделирование T-триггера

Рис 13. Временное моделирование T-триггера

На диаграмме исследования T-триггера можно заметить, что триггер построенный на D-триггере со статическим управлением находится в неопределенном состоянии, поскольку постоянно совершает колебания на уровне.

Результаты функционального и временного моделирования продемонстрировали корректную работу схем.

Макетирование

Макетирование производилось с помощью ПЛИС Cyclone II (EP2C5Q208C8). Соответствие входом/выходов схемы с контактами платы приведено в таб. 1.

Таблица 1

Название	Контакт
Clk	132
C	40
D-триггер
D_Q_lvl	35
D_Q_front	34
RS-триггер
S	41
R	43
RS_Qfront	33
JK-триггер
J	31
K	30
JK_Q_front	44

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы были получены теоретически знания и практические навыки в работе с триггерами различных видом. Были изучены принципы работы и характерные отличия D-, RS- и JK-триггеров.