- •Е.Н. Малышева
- •Микроэлектроники
- •Лабораторный практикум
- •© Тгпи им. Д.И. Менделеева, 2012 Пояснительная записка
- •Лабораторная работа № 1. Исследование работы основных логических элементов
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 2. Исследование работы триггеров
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 3. Исследование работы регистров
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •_______________________________________________________________
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 4. Исследование работы комбинационных преобразователей кодов
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Дешифратор – демультиплексор
- •Преобразователь кодов на пзу
- •Мультиплексор
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 5. Исследование работы счетчиков
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Счетный триггер
- •Кольцевой счетчик
- •V-1 (п5) Двоичный суммирующий счетчик с переменным коэффициентом деления
- •V-2 (п5) Двоичный вычитающий счетчик
- •V-3 (п5) Универсальный двоичный счетчик с предустановкой
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 6. Исследование работы сумматора
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы к зачету
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 8. Исследование работы оперативного запоминающего устройства
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы к зачету
- •Лабораторная работа № 9. Исследование работы модели эвм
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Вопросы к зачету
- •Е.Н. Грибанова
Вопросы к зачету
Каковы назначение и область применения логических элементов?
Дайте определение основным логическим функциям.
По светодиодному индикатору определите уровень логического сигнала на выходе схемы.
Определите по выходным данным типы логических элементов в схеме.
По маркировке интегральных микросхем, расположенных на используемой плате, дайте их характеристику.
Лабораторная работа № 2. Исследование работы триггеров
Цель работы: изучение схем и функциональных возможностей RS- и D-триггеров на логических элементах, экспериментальное исследование триггеров.
Общие сведения
Из логических элементов строятся более сложные цифровые устройства. Одним из наиболее распространенных узлов цифровой техники является триггер.
Триггер – это устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия и способные под воздействием управляющего сигнала переходить скачком из одного состояния в другое.
Каждому состоянию триггера соответствует определенный (высокий или низкий) уровень выходного напряжения, который может сохраняться как угодно долго. Поэтому триггеры называют простейшими цифровыми автоматами с памятью, т.е. их состояние определяется не только входными сигналами в данный момент времени, но и их последовательностью в предыдущие такты работы триггера.
В настоящее время большинство триггеров выполняется на основе логических элементов в виде интегральных микросхем (ИМС). Они применяются как переключающие элементы самостоятельно или входят в состав более сложных цифровых устройств, таких как счетчики, делители частоты, регистры и др.
По способу записи информации триггеры подразделяют на синхронные и асинхронные устройства. В асинхронных триггерах запись информации осуществляется непосредственно с поступлением входных сигналов. В синхронных (тактовых) триггерах информация будет записана только при наличии тактового синхроимпульса.
По функциональному признаку различают триггеры: с раздельным запуском (RS-триггеры), с элементами задержки (D-триггеры), со счетным пуском (Т-триггеры), универсальные (JK-триггеры).
Как правило, у триггера два выхода: прямой () и инверсный (). Состояние триггера определяется по величине напряжения на прямом выходе. Входы триггеров имеют следующие обозначения:
S – раздельный вход установки триггера в единичное состояние;
R – раздельный вход установки триггера в нулевое состояние;
D – информационный вход;
C – вход синхронизации;
T – счетный вход и другие.
Основой всех триггерных схем является асинхронный RS-триггер. Существует два типа RS-триггеров: построенных на логических элементах «ИЛИ-НЕ» и на логических элементах «И-НЕ». Они различаются уровнем активных сигналов и имеют свое обозначение (см. таблицу).
RS-триггеры имеют режимы работы: установка в нулевое или единичное состояние, хранения, запрещенный режим. Запрещенная комбинация (на оба входа подаются активные сигналы) реализуется при подаче противоречивой команды: одновременно установиться в единичное и нулевое состояние. При этом на прямом и инверсном выходах реализуются одинаковые уровни напряжения, чего по определению не должно быть.
RS-триггер |
Схема |
Обозначение |
Активный сигнал |
на элементах «ИЛИ-НЕ» |
|
|
1 |
на элементах «И-НЕ» |
|
|
0 |
Тактируемые D-триггеры имеют вход D для подачи информации (0 или 1) и синхровход С. На вход С подаются синхроимпульсы (С=1) от специального генератора импульсов. D-триггеры избавлены от запрещенной комбинации входных сигналов.
Счетный Т-триггер имеет один управляющий вход Т. Смена состояний триггера происходит всякий раз, когда меняется управляющий сигнал. Т-триггеры одного типа реагируют на фронт импульса, т.е. на перепад 0-1, другие - на срез (перепад 1-0). В любом случае частота выходных импульсов в 2 раза ниже частоты входных. Поэтому Т-триггеры используются как делители частоты на 2 или счетчики по модулю 2. В виде ИМС триггеры этого типа не выпускаются. Их можно легко создать на основе D- и JK-триггеров.
JK-триггеры относятся к универсальным, имеют информационные входы J и K и синхронизирующий вход С. Они используются при создании счетчиков, регистров и других устройств. При определенном переключении входов JK-триггеры могут работать как RS-триггеры, D- триггеры и Т-триггеры. Благодаря такой универсальности они имеются во всех сериях ИМС.