ПЗ3

Міністерство освіти і науки України Харківський національний університет радіоелектроніки

Кафедра системотехніки

Звіт

про виконання практичної роботи №3

з дисципліни: «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів» за темою: «ДОСЛІДЖЕННЯ RS–ТРИГЕРІВ»

Харків 2024

3.1 Мета роботи:

Експериментальне дослідження працездатності асинхронних і

синхронних, однотактних і двотактних RS–тригерів, способів їх побудови

та аналіз якості роботи.

3.2 Хід роботи:

В ході підготовки до виконання практичного завдання було повторено лекційний матеріал на тему «Тригери», «RS-тригери» та ін.

3.2.1 Дослідження асинхронного RS-тригера

Злінійки логічних елементів вибираємо два двовхідових елемента АБО–НЕ й на них будуємо асинхронний однотактний RS–тригер.

Злінійки інструментів вибираємо генератор слів, логічний аналізатор,

чотири індикатори й підключаємо їх до відповідних входів і виходів тригера, склавши, таким чином, функціональну схему для дослідження його роботи.

Подаючи на вхід тригера, за допомогою генератора слів, кодову комбінацію 10, установлюємо тригер у вихідний стан.

Шляхом багаторазового повторення на вході тригера кодових комбінацій 00, 01, 10 перевіряємо його працездатність і відповідність його станів таблиці переходів, показанням індикаторів і часовим діаграмам логічного аналізатора.

Функціональна схема асинхронного однотактного RS-тригера в базисі АБО-НЕ зображена на рис. 3.1.

Рисунок 3.1 - Асинхронний однотактний RS-тригер в базисі АБО-НЕ

Аналогічно досліджуємо асинхронний однотактний RS–тригер в базисі І–НЕ, функціональна схема якого зображена на рис. 3.2.

Рисунок 3.2 - Асинхронний однотактний RS-тригер в базисі І-НЕ

Отримані графіки логічного аналізатора відповідають таблицям переходів обох тригерів, отже функціональні схеми складені правильно.

3.2.2 Дослідження синхронного RS-тригера

На елементах АБО–НЕ будуємо однотактний синхронний RS–тригер.

Синхронізуємо роботу тригера за допомогою сигналів генератора слів або генератора прямокутних імпульсів, підключеного до входу синхронізації тригера. Аналогічно попередньому підключаємо до входу й виходу тригера генератор слів, логічний аналізатор і індикатори.

Перевіряємо працездатність тригера й відповідність його станів таблиці переходів, показанням індикаторів і логічного аналізатора. На генератор слів подаємо наступні комбінації слів:

-1 0 0 0 (SETUP, SYNC, R, S) тут ми задаємо начальний стан схеми;

-0 0 1 0 встановлює значення прямого виходу в нуль;

-0 1 1 0 встановлює значення прямого виходу тригера в

нуль;

-0 0 0 0 та 0 1 0 0 переводить тригер у режим зберігання інформації;

-0 0 0 1 та 0 1 0 1 намагається перевести тригер у режим встановлення одиниці на прямому вході;

-0 0 0 0 та 0 1 0 0 не змінює стан тригеру;

-0 0 1 0 та 0 1 1 0 встановлює прямий вихід тригеру у нуль;

-0 0 0 0 та 0 1 0 0 – режим зберігання інформації;

-0 0 1 0 та 0 1 1 0 встановлює прямий вихід тригеру у нуль;

-0 0 0 0 та 0 1 0 0 переводить тригер у режим збереження

стану;

-0 0 0 1 та 0 1 0 1 встановлює тригер у режим збереження

одиниці;

-0 0 0 0 та 0 1 0 0 зберігає стан тригеру;

-0 0 0 1 та 0 1 0 1 знову встановлює стан прямого виходу в

1;

- 0 0 0 0 та 0 1 0 0 переводить тригер у режим збереження інформації.

Функціональна схема синхронного однотактного RS-тригера в базисі АБО-НЕ зображена на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 – Синхронний однотактний RS-тригер в базисі АБО-НЕ

Подібним чином, використовуючи елементи І–НЕ, створюємо однотактний синхронний RS–тригер. Перевіряємо його працездатність і відповідність станів таблиці переходів, показанням індикаторів та логічного аналізатора.

На генератор слів подаються ті ж сигнали, що й для базису АБО-НЕ.

Функціональна схема синхронного однотактного RS-тригера в базисі І–НЕ представлена на рис. 3.4.

Рисунок 3.4 - Синхронний однотактний RS-тригер в базисі І-НЕ

Отримані графіки логічного аналізатора відповідають таблицям переходів обох тригерів, отже функціональні схеми складені правильно.

3.2.3 Дослідження двотактного RS-тригера

На елементах І-НЕ та елементі НЕ будуємо двотактний синхронний RS– тригер і досліджуємо його роботу аналогічно попереднім. Під час проведення дослідження розглянемо всі вхідні сигнали й вихідні сигнали першого й другого каскадів. Розглянемо всі можливі ситуації з таблиці переходів з урахуванням дії синхросигнала. Формуємо послідовність вхідних сигналів таким чином, щоб на виході тригера спостерігався варіант сигналу, зазначеного нижче.

Функціональна схема двотактного синхронного RS-тригера зображена на

рис. 3.5

Рисунок 3.5 – Двотактний синхронний RS-тригер

Щоб отримати бажаний сигнал на виході тригера, а саме

1111111001100110, було спочатку подано вхідні сигнали з п. 3.2.2, щоб переконатися, що схема складена правильно. Беручи до уваги той факт, що для встановлення значення виходу другого каскаду тригера потрібно, щоб пройшов повний період синхронізації, та виходячи з того, який сигнал необхідно отримати на другому каскаді тригера, можливо вирахувати на яких тактах необхідно подати сигнали встановлення одиниці або нуля.

Довжина кожного такту дорівнює довжині повного періоду сигналу синхронізації. SETUP вже встановив тригер у стан одиниці. Щоб отримати наступні п'ять одиниць, необхідно перевести тригер у стан збереження інформації RS-00 на п'ять тактів. Для отримання послідовності з двох нулів у наступному такті тригер встановлюється в стан збереження нуля RS-10, а

після цього — у режим збереження стану RS-00. Далі, щоб отримати одиниці, у наступні два такти тригер встановлюється у режим встановлення одиниці RS-01 і переходить у режим збереження стану RS-00. Наступні такти для формування комбінації: чотири нулі, перший такт — режим встановлення нуля RS-10, три наступні — режим збереження інформації RS-

00. Потім чотири одиниці: перший такт — режим встановлення одиниці RS-

01, три наступні — режим збереження стану RS-00. Таким чином, можемо сформувати послідовність сигналів, які необхідно подати на тригер, аби на його виході сформувалась потрібна комбінація сигналів: 1000 0100 0000 0100 0000 0100 0000 0100 0000 0100 0000 0010 0110 0000 0100 0000 0101 0001 0000 0010 0110 0000 0110 0000 0101 0001 0001 0010 0110. Як видно з графіків, показання на двох нижніх виходах логічного аналізатора відповідають сигналу у варіанті індивідуального завдання. Отже,

комбінацію вхідних сигналів підібрано правильно.

Висновок:

У ході виконання роботи було успішно реалізовано та досліджено функціонування RS-тригерів у різних конфігураціях, зокрема асинхронних і синхронних, однотактних і двотактних. Для кожної конфігурації було розроблено функціональні схеми з використанням базисів «АБО-НЕ» та «І-

НЕ». Здійснено подачу вхідних сигналів відповідно до заданих комбінацій,

що дозволило перевірити працездатність тригерів і їх відповідність теоретичним таблицям переходів.

Дослідження підтвердили, що запропоновані схеми забезпечують коректне виконання логічних операцій, а їх поведінка повністю узгоджується з розрахунковими даними. Отримані результати підтверджують правильність побудови схем і дозволяють зробити висновок про ефективність використаних методів для синтезу тригерів.