Рисунок 2

Протокол выполнения лабораторной работы.

Часть 1 – исследование D триггера.

Разработка функциональной схемы.

Рисунок 3 – таблица из методических материалов

Функциональное моделирование схемы

Рисунок 4- функциональное моделирование работы D-тригггера

4

Анализ функционального моделирования.

С помощью функционального моделирования была исследована разница в работе D-триггеров со статическим и динамическим управлением. Установлено, что триггер со статическим управлением (DLATCH) является уровневым элементом: при активном уровне тактового сигнала (C = 1) его выходной сигнал Q повторяет входной сигнал D. При переходе тактового сигнала в неактивное состояние значение на выходе фиксируется и сохраняется до следующего изменения управляющего сигнала. Динамический элемент (DFF) реагирует только на изменение тактового сигнала C, а именно на его активный фронт (переход из состояния 0 в состояние 1). В этот момент триггер фиксирует текущее значение входного сигнала D, которое затем сохраняется на выходе Q до следующего фронта тактового сигнала. Также установлено, что при активации асинхронного сигнала PRE (активный уровень - логический ноль) выход триггера устанавливается в состояние логической единицы независимо от тактового сигнала C и входа D.

Часть 2 – исследование RS-триггера.

Разработка временной диаграммы для демонстрации синхронной работы RS-триггера.

Для того чтобы исследовать все режимы работы RS-триггера (режим памяти, установка сигнала и сброс), сначала нами был изучен принцип работы триггера (рис.5), а далее подготовлена временная диаграмма (рис. )

Рисунок 5- принцип работы RS-триггера

5

Рисунок 6 – разработка временной диаграммы для RS-триггера

Режимы работы по интервалам (от 1 до 16):

1-2: С=0, следовательно это режим памяти, но так как никаких сигналов еще не было установлено, то в этом интервале триггер будет в начальном состоянии.

3: C=1, R=0, S=1 – режим установки (Set), в этот момент сигнал будет установлен, то есть Q будет равен единице.

4-5: С=0 – режим памяти, триггер сохранит значение, установленное в момент времени 3, то есть Q сохранит значение 1.

6: С=1, так как R=0, S=0 – снова режим памяти. Q сохранит предыдцщее значение, то есть останется равным единице.

7-8: С=0- режим памяти, Q=1.

9: C=1, R=0, S=1 – режим установки (Set), Q = 1.

10-11: С=0 – режим памяти, триггер сохранит значение, установленное в момент времени 9. Q = 1.

12: C=1, R=1, S=0 – режим сброса (Reset), Q = 0.

13-14: С=0 – режим памяти, триггер сохранит значение, установленное в момент времени 12. Q = 0.

15:C=1, R=0, S=1 – режим установки (Set), Q = 1.

16:С=0- режим памяти, Q=1.

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

При разработке комбинационной схемы был использован дешифратор, для подачи сигналов R, S и C таких же как в подготовленной временной диаграмме. Полученная схема изображена на рис. 7.

6

Рисунок 7 - комбинационная схема для RS-триггера

Функциональное моделирование работы RS-триггера (синхронный режим)

Рисунок 8- функциональное моделирование работы RS-триггера (синхронный режим)

Анализ функционального моделирования:

По результатам моделирования видно, что триггер работает так как было задумано при его разработке. Начальное значение триггера = 0.

Асинхронная работа RS-триггера.

Асинхронный сброс Как видно из временной диаграммы, на интервале 1–2 триггер сохраняет своё

предыдущее состояние. В первом цикле начальное значение выхода равно 0, однако в последующих циклах сохраняемое значение может отличаться (например, во втором цикле — 1), поскольку оно определяется состоянием триггера в конце предыдущего цикла (в частности, значением, сформированным на моменте времени 15).

Для обеспечения одинакового поведения схемы в каждом цикле был введён асинхронный сброс, устанавливающий триггер в заданное начальное состояние в начале каждого периода моделирования.

Сигнал асинхронного сброса формируется с использованием комбинационной логики (дешифратора), что позволяет задавать условия его активации без

7