Разработка комбинационной схемы, обеспечивающей асинхронную работу rs-триггера.

Получившаяся комбинационная схема, представлена на рис. 9.

Рисунок 9- комбинационная схема, обеспечивающая работу RS-триггера в асинхронном режиме

Функциональное моделирование работы rs-триггера (асинхронный режим)

Сначала рассмотрим случай, когда асинхронная установка срабатывает одновременно с асинхронным сбросом – рис. 10.

Рисунок 10- функциональное моделирование RS-триггера (асинхронные сброс и установка срабатывают одновременно)

Анализ функционального моделирования:

Асинхронный сброс в момент времени ≈ 155 ns принудительно устанавливает сигналу Q значение 0, несмотря на то что в этот момент C = 0, то есть без принудительного сброса сигнал остался бы в предыдущем состоянии (в состоянии x=15 сигнал Q был равен 1).

Так же в этот момент помимо асинхронного сброса активен сигнал асинхронной установки, но благодаря логическим операциям, этот сигнал блокируется, и принудительной установки сигнала не происходит.

Теперь рассмотрим отдельно активный сигнал асинхронной установки.

Рисунок 11 функциональное моделирование RS-триггера (асинхронная установка)

На рисунке 11 видно что в момент времени 120ns сигнал асинхронной установки становится активным (принимает значение 0), и несмотря на то что CL=0 (режим памяти), сигнал меняет значение с нуля на единицу, то есть срабатывает асинхронная установка сигнала.

Часть 3 – исследование работы jk триггера.

Необходимо реализовать временную диаграмму №9, взятую из методического пособия, рис. 12.

Рисунок 12

Разработка комбинационной схемы, обеспечивающей формирование сигналов в соответствии с подготовленной временной диаграммой.

Данная временная диаграмма была реализована с помощью следующей комбинационной схемы. (рис.13)

Рисунок 13 - схема, реализующая формирование сигналов в соответствии с данной временной диаграммой

Функциональное моделирование работы jk-триггера.

Результат функционального моделирования (рис.14).

Рисунок 14 - результат функционального моделирования работы JK-триггера

Анализ функционального моделирования(рис.15):

Тактовый сигнал

Интервал 2-3

Моменты фронта такт. сигнала

Интервал 0-1

Рисунок 15- анализ функционального моделирования работы RS-триггера

В качестве тактового сигнала на триггер подается сигнал y[1], для наглядности мы выделили его жирной линией на рисунке.

Была исследована работа JKFF триггера.

Рассмотрим работу триггера на интервалах:

1-2: Тактовый сигнал y[1] = 0 – режим памяти, в данном случае начальное значение триггера 0.

2-3: Тактовый сигнал y[1] = 1, рассмотрим сигналы J и K в момент фронта: J=1, K=0 -–режим установки (Set), сигнал JK принимает значение 1. Далее сигнал не меняется так как JKFF меняет состояние по фронту тактового сигнала (работает динамически).

4-5: y[1] = 0 - режим памяти, JK остается неизменным (равен 1).

6-7: y[1] = 1, в момент фронта – J =1, K=1 – режим Toggle, триггер меняет значение сигнала на противоположное (1→0).

8-9: y[1] = 0 - режим памяти, JK остается неизменным (равен 0).

10-11: y[1] = 1, в момент фронта – J =0, K=1 – режим сброса (Reset) – JK принимает значение 0 (то есть не меняется).

12-13: y[1] = 0 - режим памяти, JK остается неизменным (равен 0).

14-15: y[1] = 1, в момент фронта – J =1, K=1 следовательно сигнал JK принимает противоположное значение (был 0, стал 1).

Вывод.

В ходе выполнения лабораторной работы были исследованы принципы функционирования основных типов триггерных устройств: D-, RS- и JK-триггеров. В процессе работы были разработаны комбинационные схемы формирования входных сигналов, проведено функциональное моделирование и выполнен анализ временных диаграмм.

Установлено, что D-триггер со статическим управлением (DLATCH) является уровневым элементом и изменяет своё состояние при активном уровне тактового сигнала, тогда как D-триггер с динамическим управлением (DFF) реагирует только на фронт тактового сигнала, фиксируя значение входа D в момент его возникновения. Также была исследована работа асинхронной установки, обеспечивающей принудительное задание состояния триггера независимо от тактового сигнала.

При исследовании RS-триггера были рассмотрены режимы хранения, установки и сброса информации. Показано, что изменение состояния происходит по фронту тактового сигнала, а также исследована асинхронная работа триггера. Введён асинхронный сброс для задания начального состояния и обеспечения повторяемости временных диаграмм. Для предотвращения конфликтов между асинхронными входами реализована логическая блокировка, обеспечивающая приоритет сигнала сброса над установкой.