использования отдельного внешнего входа. Асинхронная установка.

Для асинхронной установки сигнала, был добавлен новый вход acyncset. Чтобы избежать одновременной работы асинхронных сброса и установки были провода, идущие к PRE и CLR были соединены импликацией, и подведены к выходу триггера PRE, чтобы обеспечить асинхронному сбросу приоритет. Так же следует учитывать, что PRE и CLR - активны при нуле.

То есть:

По таблице видно, что необходима операция импликации, но так как блока импликации в Quartus нет, то заменяем ее базисом ИЛИ НЕ с помощью алгебраических преобразований:

→ = ¬

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

8

Функциональное моделирование работы RS-триггера (асинхронный режим)

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

Рисунок 10функциональное 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.

9

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

10

Анализ функционального моделирования(рис.15):

Тактовый

сигнал

Рисунок 15анализ 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).

11