Лабораторные Схема / Лабораторная работа 2

Лабораторная работа №2

Исследование статических триггеров.

Цель лабораторной работы: исследовать основные свойства статических триггеров.

Необходимое оборудование: персональная ЭВМ с установленным программным пакетом EWB.

Задание: снять временные диаграммы, определить таблицы состояний, особенности работы статических триггеров (асинхронный RS триггер , синхронный RS триггер и D триггерзащелка).

Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ, запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете.

Оформление отчета. По каждой лабораторной работе каждым студентом должен быть представлен отчет в виде печатного или рукописного документа. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы, цель работы, программа работы с указанием всех необходимых экспериментов, полученных результатов их объяснения и выводов.

Программа работы для каждого триггера.

На рабочем столе собрать логическую схему исследуемого триггера. Варианты схем показаны на рисунках 1,2 и 3.

Выполнить настройку измерительной аппаратуры.

1. Провести эксперименты и описать их:

2. Используя возможности пакета получить твердые копии графиков экспериментов, сделать выводы.

3. Оформить отчет.

Для выполнения работы на рабочем столе собрать схему, показанную на рис. 1 (2., 3).

Н

Рис. 1. Схема эксперимента с асинхронным RS триггером

еобходимо выполнить настройку графического анализатора, которая сводиться к установке частоты. Для того чтобы иметь возможность ручного ввода входных переменных и получить хоршие диаграммы нужно установить частоту 1 гЦ и внутреннюю синхронизацию. После этого можно запускать пакет на моделирование в процессе, которого, изменяя состояние входных переменных вручную соответствующими клавишами снять временную диаграмму.

Для примера рассмотрим построение таблицы состояний на основе экспериментально снятой временной диаграммы, приведенной на рис. 4. Замечание, важно учитывать, что до момента t1 схема не инициализирована и временная диаграмма не верна. В нашем случае обе выходные переменные имеют низкий уровень, что противоречит определению триггера. Поэтому момент t1 это момент инициализации. Д алее временная диаграмма должна соответствовать логике работы схемы. Для построения таблицы состояний необходимо выполнить анализ временной диаграммы.

В

Рис. 2. Схема проведения эксперимента с синхронным RS триггером.

Рис. 3. Схема проведения эксперимента с D триггером  защелкой.

Рис. 4. Временная диаграмма работы D триггера – защелки.

моменты времени t2 и t4 переменная D изменяет свое состояние но так как переменная С = 0 выходные переменные своих состояний не меняют, то есть в триггер не записывается информация а сохраняется ранее записанная. Момент времени t3 характерен тем, что при D =1 переменная С принимает высокий уровень (С = 1) и видно, что Q принимает высокий уровень (Q =1). Произошла запись единицы в триггер.

D	C	Q	Режим
0	0	Q(t -1)	Хранение
1	0	Q(t –1)	Хранение
0	1	0	Зап «0»
1	1	1	Зап «1»

В момент времени t5 при D = 0 переменная С принимает единичное значение и по временной диаграмме видно, что выходные переменные изменяют значение Q = 0. Таким образом, произошла запись нуля. Начиная с момента t6 при С = 1 переменная D несколько раз изменяет свое состояние и соответственно переменная D также меняет свое состояние. Следовательно при С = 1 все что появляется на входе D появляется на выходе триггера. На основе изложенного строим таблицу состояний. Входных переменных две следовательно возможно четыре состояния.

Построенная таблица состояний показывает все возможные режимы работы исследуемого триггера.

Для всех триггеров исследуемых в данной лабораторной работе необходимо проводить подобный анализ. Таким образом, в лабораторной работе должно быть три временные диаграммы м соответственно три таблицы состояний.

Теоретические пояснения.

Триггер последовательностное устройство, которое по выходу имеет только два состояния Q = 0, ¯Q = 1 и Q = 1, ¯Q = 0. Состояния выходов, когда обе переменные имеют одинаковые состояния не допустимы (запрещенные состояния).

Триггер ─ устройство предназначенное для хранения бита информации. Имеется большое разнообразие триггерных устройств. Наиболее простым и наиболее распространенным является асинхронный RS триггер.

Этот триггер требует парафазного представления информации и имеет запрещенное состояние входных переменных, приводящее к одинаковому состоянию обеих выходных переменных. Нужно иметь ввиду, что асинхронный RS триггер является основой для построения триггерных устройств.

Синхронный RS триггер имеет более развитую логику управления. Он имеет дополнительный вход называемый синхронизирующим и имеющим обозначение ─ С. При С = 0 триггер находиться в режиме хранения и не реагирует на изменение состояний входных переменных подаваемых на входы R и S. При С = 1 триггер выполняет операции записи бита информации. Но и у этого триггера парафазное представление информации.

D триггер – защелка имеет всего лишь два входа; С ─ вход синхронизации, D ─ вход данных. Наличие единственного входного проводника говорит о том, что информация представлена не парафазным кодом. Как следствие у этого триггера отсутствуют запрещенные состояния.

Все статические триггеры управляются уровнями входных сигналов и это приводит к тому, что при активном уровне сигнала синхронизации все что подается на информационные входы запоминается триггером то есть появляется на выходе триггера.

Контрольные вопросы.

1. Что такое триггер?

2. Что такое таблица состояний триггера?

3. Что такое временная диаграмма?

4. Что такое запрещенное состояние триггера?

5. Что такое парафазное представление информации?