Задание
Используя компоненты Electronics WorkBench соберите поочередно схемы для исследования логических элементов И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
Пример схемы для исследования элемента И приведен на рис. 14.
Рис. 14
В этой схеме переключателями X1 и X2 задаются значения двух входных сигналов логического элемента И, которые контролируются вольтметрами V1, V2. Верхнее положение переключателя соответствует логической 1 (высокий уровень напряжения: +5 В), а нижнее – логическому 0 (низкий уровень напряжения: 0 В). Выходной сигнал анализируется по показанию вольтметра V3 или состоянию светодиода. При логической 1 на выходе элемента И светодиод светится (включен), а при логической 0 – не светится (выключен). Резистор 330 Ом ограничивает ток светодиода в пределах допустимого.
Задавая с помощью переключателей X1 и X2 все возможные комбинации входных сигналов, составьте таблицу истинности для каждого логического элемента.
Для того, чтобы попрактиковаться в применении конкретных интегральных микросхем, при исследовании элемента И-НЕ используйте один из четырех элементов микросхемы К155ЛА3 (зарубежный аналог SN 7400). При этом необходимо подключить положительный полюс источника питания 5 В к выводу 14, а отрицательный («земля») – к выводу 7.
Проведите полную минимизацию функции, представленной в п.2.7. Для минимальной формы функции составьте схему реализующего её устройства с использованием заданных преподавателем логических элементов или микросхем. Если микросхемы не заданы, используйте К155ЛА3, К155ЛА4 (SN 7410). Составьте таблицу истинности для построенной схемы.
Лабораторная работа № 6.1
Тема: Исследование триггеров
Цель работы: Изучить схемы и работу различных триггеров, научиться составлять таблицы переходов и строить временные диаграммы
Теоретические сведения
Триггеры - это устройства, предназначенные для хранения одного разряда двоичной информации. Триггеры имеют два устойчивых состояния: состояние "0" и состояние "1".
Триггер имеет два выхода: прямой и инверсный. Состояние триггера определяется по прямому выходу. Состояние триггера можно изменять входными сигналами.
Rs-триггеры
Асинхронный RS-триггер с прямыми входами. Вход R - это вход установки триггера в состояние логического 0, вход S - это вход установки триггера в состояние логической 1.
Асинхронным называется такой триггер, который меняет свое состояние в момент подачи входного сигнала на входы S и R. Активным сигналом для этой схемы является логическая 1. Работа триггера определяется таблицей переходов:
|
S |
R |
Q |
Примеч. |
|
0 |
0 |
Q |
Хранен. |
|
0 |
1 |
0 |
Устан. 0 |
|
1 |
0 |
1 |
Устан. 1 |
|
1 |
1 |
Не определено |
Запрет |
Схема, условное обозначение и временные диаграммы триггера:
Асинхронный RS-триггер с инверсными входами. Активным сигналом для этой схемы является логический 0.
Работа триггера определяется таблицей переходов:
|
|
|
Q |
Примеч. |
|
0 |
0 |
Не определено |
Запрет |
|
0 |
1 |
1 |
Устан. 1 |
|
1 |
0 |
0 |
Устан. 0 |
|
1 |
1 |
Q |
Хранен. |
Схема, условное обозначение и временные диаграммы триггера:
Синхронный RS-триггер
Триггер называется синхронным, если у него помимо информационных входов S и R, существует синхронизирующий вход С. Триггер будет менять свое состояние только при логической 1 на входе С.
Активным сигналом для этой схемы является логическая 1.
Таблица переходов триггера
|
С |
S |
R |
Q |
Примеч. |
|
0 |
0 или 1 |
0 или 1 |
Q |
Хранен. |
|
1 |
0 |
0 |
Q |
Хранен. |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
Устан. 0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
Устан. 1 |
|
1 |
1 |
1 |
Не определено |
Запрет |
Схема,
условное обозначение, временные
диаграммы:
В рассмотренном триггере информационные входы воспринимаются все время пока на входе С логическая 1. Такая синхронизация называется статической, в отличае от рассматриваемой ниже динамической, когда триггер переключается только по переднему или заднему фронту синхроимпульса (прямой или импульсный синхровход).